Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì

Hệ thống Nhúng (Embedded System) là thuật ngữ để chỉ một hệ thống có khả năng tự trị được nhúng vào trong một môi trường hay hệ thống mẹ. Đó là các hệ thống tích hợp cả phần cứng và phần mềm phục vụ các bài toán chuyên dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hóa điều khiển, quan trắc và truyền tin. Đặc điểm của các hệ thống nhúng là hoạt động ổn định và có tính năng tự động hóa cao.

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì

Sinh viên trong giờ học (Nguồn: Internet)

Đáp ứng nhân lực thời 4.0

Là một trong những ngành có điểm chuẩn đầu vào khá cao (25 điểm), ngành Kỹ thuật Hệ thống Nhúng và IoT được Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM chính thức đào tạo từ năm 2020 với hơn 60 sinh viên đầu tiên. Theo PGS.TS Phan Văn Ca, Trưởng bộ môn Kỹ thuật Máy tính - Viễn thông, Khoa Điện - Điện tử nhà trường, ngành Kỹ thuật Hệ thống Nhúng và IoT ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế của xã hội. Nhiều nhà tuyển dụng cần nguồn nhân lực trong lĩnh vực hệ thống nhúng và IoT ngày càng nhiều, bởi lẽ hầu hết các lĩnh vực trong đời sống từ ngành công nghiệp đến nông nghiệp đã và đang ứng dụng công nghệ rất nhiều.

PGS.TS Phan Văn Ca cho biết thêm chương trình Kỹ thuật Hệ thống Nhúng và IoT (Embedded Systems and Internet of things) tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM cung cấp kiến thức nền tảng về toán, khoa học tự nhiên; các nguyên lý kỹ thuật liên quan đến việc phân tích và thiết kế các hệ thống nhúng từ đơn giản đến phức tạp cho hầu hết các lĩnh vực như: hàng không, quốc phòng, năng lượng, tự động hóa công nghiệp, y tế và chăm sóc sức khỏe, mạng và truyền thông, bảo mật và an ninh, giao thông vận tải, điện tử tiêu dùng, máy móc nông lâm nghiệp và các lĩnh vực liên quan khác... “Chương trình học được thiết kế nhằm giúp người học tìm hiểu về những thách thức liên quan đến việc thiết kế và phát triển các hệ thống nhúng kết nối thế giới thực. Các kỹ thuật lập trình và phương pháp thiết kế hiện đại được sử dụng để thiết kế và phát triển các hệ thống nhúng có khả năng kết nối, tương tác và điều khiển trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau được tích hợp vào khung chương trình. Mục tiêu của chương trình đào tạo là giúp cho người học có năng lực chuyên môn một cách vững chắc, phát triển các kỹ năng chuyên nghiệp cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực trong kỷ nguyên cách mạng công nghiệp” - thầy Ca cho hay.

Thỏa niềm đam mê công nghệ

Bạn Nguyễn Hữu Thiết (quê Đắk Nông), là sinh viên khóa đầu tiên của ngành học này, cho biết bạn chọn học ngành này là nhờ vào việc rất thích thú với những gì liên quan đến công nghệ. “Sau khi vào học, tôi lại càng thấy mình thích thú với ngành học này vì biết rằng nó sẽ được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực, đem lại tiện ích cho đời sống của con người, cả trong công nghiệp hay nông nghiệp đều cần đến” - Thiết nói.

Cũng theo thầy Ca, từ góc độ phần mềm, người học được trang bị các kỹ thuật lập trình và ngôn ngữ máy tính, các phương pháp xây dựng và phát triển phần mềm cho các hệ thống nhúng và IoT. Cụ thể, người học sẽ học được cách tiếp cận các tiêu chuẩn công nghiệp để phát triển phần mềm ứng dụng, phần mềm giao tiếp phần cứng cũng như các kỹ năng giải quyết vấn đề. Các công nghệ quan trọng như: trí tuệ nhân tạo (AI), thực tế ảo tăng cường (AR), công nghệ chuỗi khối (Blockchain), máy học (Machine Learning), phân tích dữ liệu lớn (Big Data Analytics), nền tảng kết nối 3G và các công nghệ điện toán biên (Edge Computing) và điện toán đám mây (Cloud Computing) sẽ được trang bị cho người học nhằm chuẩn bị cho việc thích ứng với quá trình chuyển đổi số đang diễn ra một cách mạnh mẽ hiện nay.

Từ góc độ phần cứng, người học được trang bị nền tảng kiến thức về điện tử, bộ xử lý, vi mạch bán dẫn phức tạp. Bên cạnh đó, người học còn được tiếp cận các phương pháp và công cụ phân tích thiết kế hiện đại giúp cho người học có khả năng tham gia các vị trí khác nhau trong quá trình thiết kế và chế tạo một hệ thống nhúng hoàn chỉnh từ thiết kế hệ thống, thiết kế chi tiết, tích hợp và kiểm thử hệ thống. Chương trình giảng dạy bao gồm: thiết kế và phân tích hệ thống số, hệ thống vi điều khiển, kỹ thuật vi xử lý, hệ thống nhúng, thiết kế vi mạch bán dẫn, thiết kế FPGA, SoC, HW/SW, thiết kế MBD.

Từng là sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ôtô, nhưng bạn Nguyễn Minh Tuấn đã tự ôn thi để quay lại ứng tuyển khi biết nhà trường có mở ngành Kỹ thuật Hệ thống Nhúng và IoT. “Khi vào trường, tôi thấy các bạn học ngành điện tử viễn thông có nhiều môn thú vị. Trong khi tôi lại không còn đam mê lĩnh vực cơ khí động lực, do vậy tôi thuyết phục gia đình cho thi lại và đăng ký vào ngành mới được nhà trường mở. Vì tôi biết người anh họ đang làm trong nhà máy có sử dụng ngành kỹ thuật nhúng và IoT. Anh ấy nói ngành này ra trường sẽ có nhiều việc làm. Tôi thật sự càng học càng mê ngành này” - Tuấn chia sẻ.

Sinh viên tốt nghiệp ngành này có thể làm việc trong lĩnh vực thiết kế và phát triển hệ thống phần cứng và phần mềm hệ thống nhúng và IoT với khả năng nhận diện và giải quyết các vấn đề quan trọng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Đồng thời cũng có khả năng phát triển thành công trong công nghiệp, học thuật, thể hiện tinh thần lãnh đạo kỹ thuật trong kinh doanh.

Theo CNTS của báo Tuổi Trẻ

Hẳn nhiều người đã nghe qua khái niệm hệ thống nhúng và IoT là gì, đặc biệt là giới công nghệ thông tin. Đây là những khái niệm vẫn có phần mới mẻ với thị trường Việt Nam, nhưng đã và đang tạo ra cơn sốt nhân lực cùng mức lương cao. Vậy ngành hệ thống nhúng và Iot là gì? Hãy cùng OhStem tìm hiểu để hiểu thêm về lập trình nhúng và IoT nhé!

Khái niệm về hệ thống nhúng

Hệ thống nhúng có thể được hiểu là tổ hợp của phần cứng và phần mềm, thực hành một hoặc một nhóm chức năng chuyên biệt, nhằm mục đích giải quyết các vấn đề trong ngành truyền thông, quan trắc hay tự động hóa điều khiển. Hệ thống có khả năng tự quản lý những nhúng trong môi trường hoặc một hệ thống mẹ.

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Hệ thống nhúng và IoT

>>> Mời bạn tham khảo thêm Internet of things là gì? Lợi ích và thực trạng ở Việt Nam.

Đặc điểm của hệ thống nhúng

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Hệ thống nhúng và IoT

  • Hệ thống nhúng chỉ thực hiện được 1 số nhiệm vụ chuyên dụng chứ ko dùng cho chung cho mục đích phổ biến hay hoạt động đa chức năng.
  • Hệ thống nhúng chẳng hề là 1 khối biệt lập. Ngược lại, đấy là một hệ thống phức tạp nằm trong thiết bị mà nó điều khiển.
  • Hệ thống nhúng hầu hết đều cần 1 bộ xử lý (processor) và phần mềm (firmware). Firmware được lưu trữ trong những chip bộ nhớ ROM hoặc tương đương. Không những thế hệ thống nhúng còn đựng phần giao tiếp vào/ra với bộ xử lý và thường được xem như là ngoại vi.
  • Hệ thống nhúng có giới hạn về tài nguyên.
  • Hệ thống nhúng tương tác có thế giới bên ngoài bằng nhiều phương pháp như cảm nhận môi trường, tác động trở lại môi trường, tốc độ tương tác đáp ứng thời gian thực, giao diện người dùng có thể có hoặc không.
  • Hệ thống nhúng phải đảm bảo sự ổn định lâu dài và độ chính xác cao do lỗi trong khoảng hệ thống nhúng sẽ gây ra hậu quả nguy hiểm, thậm chí không sửa được.

Ứng dụng của hệ thống nhúng

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Hệ thống nhúng và IoT

  • Các hệ thống dẫn trục đường trong ko lưu, hệ thống định vị thế giới (GPS), vệ tinh.
  • Trang bị gia dụng: tủ lạnh, lò vi sóng, lò nướng…
  • Trang bị kết nối mạng: router, hub, gateway…
  • Thiết bị văn phòng: máy photocopy, fax, máy in, máy scan…
  • Đồ vật y tế: máy thẩm thấu, máy điều hoà nhịp tim…
  • Máy tư vấn tự động.
  • Dây chuyền cung cấp tự động.
  • Hệ thống đo lường thẩm định.
  • Robot.

>>> Tham khảo thêm các ứng dụng IoT trong giáo dục tại đây.

Quan hệ giữa hệ thống nhúng và IoT là gì?

IoT (Internet of Things) là mạng lưới trong ấy những thành phần kết nối, thiết bị thông minh… được nhúng với những bộ điều khiển, thiết bị điện tử, phần mềm, cảm biến nhờ internet để thực hành trao đổi và thu thập dữ liệu. Hệ thống nhúng được hiểu đơn thuần là 1 tập con của IoT. IoT là tổng hợp của phổ quát các yếu tố cấu thành với hệ thống nhúng để phục vụ một mạng lưới thống nhất trên internet.

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Hệ thống nhúng và IoT

IoT đem đến các hiệu quả tuyệt vời trong đời sống và cung ứng, dần được triển khai rộng rãi trong tương lai.

Amazon sử dụng đội quân robot Kiva được kết nối wifi để quản lý kho hàng. Robot mang lại khả năng định vị những kệ sản phẩm, giúp tiết kiệm thời gian và nhân lực trong việc kiếm tìm, xếp đặt sản phẩm.

Boeing và công ty con Tapestry Solutions vận dụng IoT để nâng cao hiệu quả sản xuất trên khắp các nhà máy và chuỗi cung ứng.

Ngoài ra, IoT còn được sử dụng trong đời sống gần gũi nhất là smarthome, điều hành giao thông và mua hàng thông minh.

Tiềm năng của hệ thống nhúng và IoT

Hệ thống nhúng và IoT đã và đang phát triển vô cùng mạnh mẽ hứa hẹn đáp ứng nhu cầu không ngừng về tự động hoá trong đời sống hiện nay. Đối với các ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo, hệ thống nhúng là biện pháp đầy tiềm năng trong xu hướng số hoá để thực thi các chức năng sáng tạo hoá, chuyên biệt hoá trong các hệ thống. Hệ thống nhúng càng ngày càng được áp dụng nhiều để thực thi từ cấp thấp nhất là cơ cấu chấp hành, tới các cấp cao hơn như giám sát điều khiển.

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Hệ thống nhúng và IoT

Bên cạnh đó, ứng dụng hệ thống nhúng và IoT trong sản xuất cũng là khuynh hướng tất yếu khi chìa khoá thành công trong thời đại 4.0 nằm ở công nghệ vận hành hệ thống trên không gian mạng, mô hình kinh tế dịch vụ và lợi thế nắm bắt được dữ liệu, thông tin. Theo McKinsey, tính tới năm 2025, IoT sẽ đóng góp 11,000 tỷ đô la vào nền kinh tế toàn cầu. Đây là con số rất đáng mong đợi và có triển vọng.

>>> Tham khảo thêm Internet of Things là gì? Lợi ích và những thiết bị IoT hiện nay

Nhu cầu lao động IoT trình độ cao hiện nay

Sự lớn mạnh của kỹ thuật – công nghệ đã khiến thị trường lao động đòi hỏi nhiều lao động ngành nghề mới. Mạng lưới kết nối vạn vật (IoT – Internet of Things) là 1 trong các ngành tương tự. Dù mới xuất hiện nhưng nó đã cho thấy những tiềm năng lớn về nhu cầu nhân lực và lợi ích kinh tế mà nó đem lại.

Theo Thống kê “Nghề nghiệp của tương lai” do Diễn đàn Kinh tế thế giới ấn hành năm 2018, 85% tổ chức được hỏi với khả năng hoặc đã mở rộng việc phân tách dữ liệu lớn (Big Data) của người dùng. Cũng sở hữu một tỷ lệ như vậy, các doanh nghiệp cho biết đã đầu tư vào các công nghệ như mạng lưới kết nối vạn vật (IoT), thị trường ứng dụng và web, điện toán đám mây…

Còn theo Báo cáo của tin báo Forbes, một tìm kiếm nhanh trên LinkedIn – mạng xã hội chuyên dụng cho công việc – có thể thu về hơn 11 000 kết quả việc có liên quan đến IoT.

Rõ ràng IoT không còn là công việc của ngày mai mà chính là công tác của hiện nay. Với nhu cầu vô cùng cấp thiết, thị phần nhân lực của ngành nghề hứa hẹn sẽ còn tiếp diễn bùng nổ trong các năm tới.

Đấy là về số lượng, còn về thu nhập, IoT cũng là ngành đem đến khoản lương đáng nói cho những người trong ngành. Theo điều tra của website payscale.com, mức lương của kỹ sư IoT mang tốc độ tăng trưởng nhanh nhất trong lĩnh vực khoa học thông tin. Ở Mỹ, một kỹ sư IoT trung bình nhận được 110.000 USD/năm. Ở Anh là 49.000 USD, còn ở Đức là hơn 62.000 USD.

Tại Việt Nam, trong khoảng năm 2017, cụm từ khóa “Internet kết nối vạn vật” đã thường xuyên được nói tới trong những hội thảo kỹ thuật, diễn đàn kinh tế hay chương trình đối thoại. Nhiều công ty bậc nhất về công nghệ đã khai triển các bước đi đầu tiên trong lĩnh vực này.

Phát biểu tại Hội thảo và Triển lãm quốc tế về Smart IoT Việt Nam hồi tháng 10/2018 với chủ đề “Hiện thực hóa tiềm năng và khai phá thị phần Internet vạn vật (IoT) của Việt Nam”, Bộ trưởng Bộ TT&TT Nguyễn Mạnh Hùng khẳng định: “Chiến lược của Việt Nam đến năm 2020 là về cơ bản mỗi hộ gia đình Việt Nam có một đường truyền cáp quang, mỗi người dân 1 máy smartphone và cơ sở vật chất di động 5G phủ rộng, dành đầu tiên cho IoT trước. Lúc đấy, Việt Nam sẽ là 1 trong số ít nước đảm bảo tốt cho cơ sở vật chất kết nối IoT”.

Và dĩ nhiên, để hiện thực hóa khát vọng đó, Việt Nam sẽ cần 1 số lượng lớn kĩ sư IoT. Thế nhưng, do đây là lĩnh vực mới, thiếu hạ tầng huấn luyện nên thị phần vẫn đang “khát” nhân lực trình độ cao.

Vì nhu cầu nhân lực thiết yếu ở trên, việc trang bị kiến thức này cho học sinh sẽ giúp các em nhanh chóng nắm bắt và làm chủ công nghệ, từ đó có được cơ hội việc làm triển vọng trong tương lai. Giáo viên muốn triển khai dạy học mảng này có thể:

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Tham gia group Cộng đồng dạy và học STEAM để cập nhật thêm nhiều thông tin mới về STEM và công nghệ.

Hệ thống nhúng thông minh và iot là gì
Ngoài ra, các Quý thầy cô có nhu cầu tìm hiểu và triển khai giảng dạy STEM có thể tham khảo thêm tại: https://ohstem.vn/chuong-trinh-giao-duc-stem/

Để tìm hiểu thêm về các đồ chơi, giáo cụ STEAM cho bé, vui lòng liên hệ OhStem qua:

OhStem Education – Đơn vị cung cấp công cụ và giải pháp giáo dục STEAM cho mọi lứa tuổi tại Việt Nam