Quản lý thiết bị IoT hiệu quả là một yếu tố nền tảng cho bất kỳ giải pháp IoT thành công nào. Tất cả các nhà cung cấp điện toán đám mây lớn đều có các dịch vụ nền tảng IoT. Cho dù đó là Google với IoT Core, Microsoft với Azure IoT Hub hay Amazon với AWS IoT, các dịch vụ quản lý thiết bị của họ cho phép các nhà cung cấp giải pháp IoT cung cấp, xác thực, định cấu hình, kiểm soát, giám sát và bảo trì các thiết bị IoT nhanh chóng và an toàn.

Trong nội dung bài viết này sẽ giải thích quản lý thiết bị IoT là gì và tại sao nó lại quan trọng. Nhưng đó chỉ là một phần trong mục đích của bài này.

Mục đích chính là để minh họa sự cần thiết của một loại quản lý thiết bị mới khi các nhà lãnh đạo doanh nghiệp xây dựng, mua hoặc thực hiện các giải pháp IoT với hàng ngàn hoặc hàng triệu thiết bị IoT.

Chúng ta có thể gọi quản lý thiết bị IoT được mô tả ở trên là “Quản lý thiết bị IoT cơ bản” vì loại quản lý thiết bị này có ở bất kỳ giải pháp IoT nào. Tuy nhiên, điều ngày càng trở nên quan trọng đối với các giải pháp IoT quy mô lớn (và do đó, có thể đóng vai trò là điểm khác biệt quan trọng giữa người thành công và người thất bại trong IoT), chúng ta gọi nó là Quản lý thiết bị IoT bối cảnh (Contextual IoT Device Management).

Trước khi đi vào Quản lý thiết bị IoT bối cảnh, trước tiên cần hiểu những điều cơ bản:

Quản lý thiết bị IoT cơ bản

Vì trọng tâm trong bài này là về Quản lý thiết bị IoT theo ngữ cảnh và do đó sẽ chỉ tóm tắt sơ về quản lý thiết bị IoT cơ bản.

1. Chuẩn bị và xác thực

Khi thêm các thiết bị IoT mới, bạn muốn đảm bảo rằng chỉ những thiết bị an toàn, đáng tin cậy mới có thể được thêm vào. Bạn sẽ không muốn các thiết bị có thể kết nối với giải pháp IoT của bạn mà không phải là chính hãng, không chạy phần mềm đáng tin cậy hoặc không đại diện cho người dùng đáng tin cậy.

Chuẩn bị (provisioning) là quá trình đăng ký một thiết bị vào hệ thống.

Xác thực (authentication) là một bước trong quy trình chuẩn bị theo đó bạn xác minh rằng chỉ những thiết bị có thông tin xác thực mới được đăng ký.

2. Cấu hình và điều khiển

Các thiết bị đều không hoàn hảo khi triển khai trên thực địa, cho dù đó là máy theo dõi một tài sản di động như xe hơi hay cảm biến để giám sát từ xa như hệ thống lạnh. Sau khi triển khai, có thể bạn muốn điều chỉnh lại cài đặt thiết bị, chẳng hạn như giảm tần suất theo dõi thông báo vị trí của máy theo dõi để tăng tuổi thọ pin.

Do đó, khả năng định cấu hình và điều khiển các thiết bị ngay cả sau khi triển khai là rất quan trọng để đảm bảo chức năng, cải thiện hiệu suất và bảo vệ khỏi các mối đe dọa bảo mật. Bạn cũng có thể đặt lại thiết bị về cấu hình mặc định của nhà sản xuất khi thiết bị ngừng hoạt động.

3. Theo dõi và chẩn đoán

Ngoài việc cấu hình một số cài đặt thiết bị nhất định, cũng có thể có các sự cố vận hành không lường trước hoặc lỗi phần mềm cần phải giải quyết. Nhưng để giải quyết sự cố trước hết cần phải xác định được sự cố.

Do đó, khả năng giám sát và phát hiện khi có gì đó không ổn, chẳng hạn như mức sử dụng CPU cao hơn bình thường, là điều cần thiết để chủ động xác định và chẩn đoán các lỗi hoặc sự cố tiềm ẩn. Phần mềm quản lý thiết bị có thể cung cấp nhật ký chương trình cần thiết để chẩn đoán.

4. Bảo trì và cập nhật phần mềm

Nếu bạn xác định được lỗi ở thiết bị hoặc lỗ hổng bảo mật, bạn sẽ cần cập nhật phần mềm thiết bị (hoặc firmware) từ xa. Với hàng ngàn hoặc hàng triệu thiết bị, việc truy cập vật lý vào từng thiết bị để cập nhật chúng theo cách thủ công là việc bất khả thi. Nếu giải pháp IoT của bạn cần phải truy cập vật lý thì giải pháp đó rất mỏng manh và bấp bênh trong thời gian dài.

Do đó, khả năng cập nhật và bảo trì phần mềm thiết bị từ xa một cách an toàn là một trong những yếu tố quan trọng nhất của việc quản lý thiết bị tốt.

Quản lý thiết bị IoT theo ngữ cảnh

Mặc dù Quản lý thiết bị IoT cơ bản đã từng bị loại bỏ bởi nhiều nhà cung cấp giải pháp IoT (vì các chức năng như vậy không cung cấp sự khác biệt ngắn hạn cho các giải pháp IoT), khi ngành công nghiệp IoT tiếp tục phát triển, các chức năng này đang trở nên rất cần thiết. Tất cả các nhà cung cấp điện toán đám mây lớn (Google, Microsoft, Amazon) đều có Quản lý thiết bị IoT cơ bản trong dịch vụ IoT của họ. Tuy nhiên, Quản lý thiết bị IoT cơ bản là không đủ.

Tại sao quản lý cơ bản là không đủ

Quản lý thiết bị bắt nguồn từ các bộ phận CNTT quản lý tài nguyên máy tính trong các tổ chức. Nó phát triển với sự phát triển của điện thoại di động, đòi hỏi phải quản lý thiết bị di động (MDM). Giờ đây, với hàng ngàn đến hàng triệu thiết bị chỉ trong một giải pháp IoT, thách thức mới đòi hỏi cách tiếp cận mới.

Các cách tiếp cận trước đây để quản lý thiết bị được xây dựng dựa trên giả định về kết nối thiết bị ổn định và bền bỉ, thường có băng thông tương đối cao.Tuy nhiên, với IoT, các giải pháp IoT có thể liên quan đến hàng ngàn đến hàng triệu thiết bị có kết nối liên tục và băng thông cao khác xa so với tiêu chuẩn.

Các giải pháp IoT có thể khác nhau rất nhiều tùy thuộc vào ứng dụng. Một số giải pháp IoT liên quan đến băng thông cao và kết nối liên tục nhưng những giải pháp khác thì lại không. Lấy các ứng dụng IoT nông nghiệp làm ví dụ; bạn có thể có hàng ngàn cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm đất, ánh sáng mặt trời,v.v.). Đối với tất cả các cảm biến này, tuổi thọ pin dài là một chức năng quan trọng, bởi vì:

Các thiết bị sẽ không được cắm vào nguồn điện ở giữa một cánh đồng.

Việc thay pin thường xuyên cho hàng ngàn thiết bị sẽ là gánh năng rất lớn khiến cho lợi tức đầu tư ROI giảm.

Tuy nhiên, có một sự đánh đổi giữa mức tiêu thụ năng lượng, băng thông và phạm vi kết nối khi nói đến mạng. Bạn không thể có tất cả. Vì vậy, nếu bạn muốn có phạm vi rộng để bao quát cả cánh đồng trong nông nghiệp đồng thời duy trì tuổi thọ pin lâu dài, bạn sẽ không thể có được băng thông cao.

Mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN) là phù hợp cho các trường hợp như vậy, với phạm vi dài, băng thông thấp và tuổi thọ pin rộng. Và đối với nhiều ứng dụng IoT, băng thông thấp không phải là vấn đề. Ví dụ, một cảm biến nhiệt độ có thể chỉ cần báo cáo nhiệt độ (rất ít dữ liệu) một vài lần mỗi giờ (tần số thấp).

Điều mà nhiều người không nhận ra trong LPWAN chính là bản chất của chúng (băng thông thấp) cho nên việc quản lý thiết bị IoT cơ bản không đủ để xác định và chẩn đoán các vấn đề. Trong các ứng dụng LPWAN này, các thiết bị sẽ không nhận các tin nhắn mới trong một khoảng thời gian. Bởi vì nhận tin nhắn toàn thời gian sẽ tốn rất nhiều pin. Đối với các ứng dụng IoT thời lượng pin là rất quan trọng, do đó các thiết bị IoT chỉ nhận tin nhắn theo các khoảng thời gian đã đặt (ví dụ: cứ sau 12 giờ một lần). Nó hoàn toàn tương phản với điện thoại thông minh, liên tục nhận tin nhắn. Điều mà nhiều người không nhận ra trong nhiều ứng dụng IoT là bạn không thể kiểm tra một thiết bị nào đó có hoạt động tốt không.

Nếu bạn ngừng nhận thông tin một thiết bị IoT thì có phải vì có vấn đề với thiết bị (ví dụ: lỗi phần cứng hoặc lỗi firmware)? Hay là vì thiết bị không có kết nối mạng lần cuối cùng nó gửi tin nhắn cho bạn? Hoặc có thể các thiết bị đã liên lạc cùng một lúc làm các tin nhắn bị va chạm với nhau (điều này có thể xảy ra với sóng radio) và do đó không gởi đi được? Hoặc có lẽ thiết bị hết pin?

Nếu không có Quản lý thiết bị IoT theo bối cảnh, việc quản lý hàng nghìn đến hàng triệu thiết bị mà bạn có rất ít dữ liệu có thể nhanh chóng trở thành cơn ác mộng giết chết giải pháp IoT.

Tại sao bạn cần quản lý thiết bị IoT theo bối cảnh

Các giải pháp IoT có quy mô rộng lớn liên quan đến hàng ngàn đến hàng triệu thiết bị nên bạn không có thể dựa vào quản lý bằng con người thuần túy; bạn cần tự động hóa càng nhiều càng tốt. Bạn cần tự động xác định các sự cố với thiết bị để có thể chủ động giải quyết các sự cố đó. Bạn cũng cần tự động phân loại các thiết bị thành các trạng thái phụ thuộc theo ngữ cảnh để tích hợp giải pháp IoT liền mạch vào các hệ thống và quy trình kinh doanh.

Do đó, quản lý thiết bị IoT là tất cả các công cụ, khả năng và quy trình cần thiết để hỗ trợ các giải pháp IoT hiệu quả. Nó bao gồm định hướng các thiết bị mới nhanh chóng và an toàn, tự động xác định các sự cố của thiết bị, phân loại thiết bị thành các trạng thái phụ thuộc theo ngữ cảnh và ngừng hoạt động các thiết bị cũ.