Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13746:2023 về Internet vạn vật (IoT) - Yêu cầu và khả năng hỗ trợ các thiết bị đeo và dịch vụ liên quan đưa ra các quy định kỹ thuật, yêu cầu hệ thống và năng lực cốt lõi của hạ tầng IoT nhằm hỗ trợ tối ưu cho các thiết bị đeo (Wearable Devices - WD) và các dịch vụ liên quan (Wearable Device Services - WDS). Tiêu chuẩn này áp dụng cho các tổ chức, cá nhân nghiên cứu, thiết kế, sản xuất thiết bị đeo cũng như các đơn vị phát triển và vận hành dịch vụ ứng dụng công nghệ IoT tại Việt Nam.

Đặc tính của các lớp dịch vụ thiết bị đeo (WDS) và thiết bị liên quan

Tiêu chuẩn phân loại và định nghĩa rõ ràng các đặc tính vận hành của 4 nhóm dịch vụ thiết bị đeo chính bao gồm:

• Dịch vụ đa phương tiện (WDMS): Đòi hỏi khả năng xử lý thời gian thực đối với lượng dữ liệu đa phương tiện thô cực lớn (bao gồm tiền xử lý, nén, mã hóa và truyền dẫn luồng). Do đặc thù truyền phát dữ liệu liên tục, các thiết bị đeo đa phương tiện có mức độ tiêu thụ công suất năng lượng rất cao.
• Dịch vụ thể thao (WDSS): Áp dụng cơ chế phân phát dữ liệu với nỗ lực tốt nhất (best-effort), cho phép lưu trữ tạm thời và truyền tải khi có kết nối mạng mà không bắt buộc phải tương tác thời gian thực với máy chủ từ xa. Do giới hạn về kích thước thiết bị đeo thể thao, việc phân tích dữ liệu chuyên sâu chủ yếu được thực hiện bởi hệ thống Backend (máy chủ từ xa). Thiết bị phải có khả năng thích ứng cao với môi trường hoạt động ngoài trời thay đổi liên tục.
• Dịch vụ quản lý sức khỏe (WDHS): Đòi hỏi tính sẵn sàng và độ tin cậy tuyệt đối, không được phép xảy ra lỗi hệ thống. Khi phát hiện tình trạng khẩn cấp, hệ thống phải tạo và gửi cảnh báo tức thời. Tín hiệu sinh lý học thu thập được phải đạt độ chính xác cao trong suốt quá trình xử lý và truyền dẫn, đồng thời hệ thống phải có khả năng kiểm soát và bỏ qua trễ thời gian một cách nghiêm ngặt.
• Dịch vụ trợ giúp (WDAS): Mang tính cá nhân hóa sâu sắc, cho phép tùy chỉnh dịch vụ độc lập theo từng cá nhân (giao diện, lịch sử truy cập, danh sách thực thi). Dịch vụ này dựa mạnh mẽ vào các cảnh báo và chỉ dẫn liên quan đến vị trí địa lý của người dùng.

Yêu cầu cụ thể của IoT đối với thiết bị đeo và dịch vụ liên quan

Để hỗ trợ vận hành hiệu quả các thiết bị đeo, hệ thống IoT cần đáp ứng cả yêu cầu chung lẫn các yêu cầu chuyên biệt cho từng phân nhóm dịch vụ:

1. Yêu cầu chung của IoT (CR):

• Hỗ trợ truyền thông hiệu quả cho các thiết bị đeo bị giới hạn nghiêm ngặt về kích cỡ, hình dạng, dung lượng pin và thiết kế ăng-ten.
• Cung cấp các khả năng thông minh để cá nhân hóa trải nghiệm người dùng dựa trên dữ liệu lịch sử hành vi.
• Cung cấp các giao diện lập trình ứng dụng (API) mở, bảo mật và quản lý liên kết chặt chẽ giữa các thành phần trong hệ sinh thái.
• Hỗ trợ các giao thức truyền thông công suất thấp và cơ chế quản lý tiết kiệm năng lượng tối ưu nhằm kéo dài tuổi thọ pin của thiết bị.
• Đảm bảo các thiết bị đeo tuân thủ đầy đủ quy định quốc gia và quốc tế về giới hạn bức xạ không ion (NIR).
• Hỗ trợ chia sẻ dữ liệu an toàn giữa các dịch vụ và thiết bị đeo khác nhau (ví dụ: chia sẻ thông tin bệnh nhân giữa hai dịch vụ chăm sóc sức khỏe khác nhau).

2. Yêu cầu cụ thể theo từng lớp dịch vụ (SR):

• Đối với dịch vụ đa phương tiện (WDMS): Yêu cầu băng thông truyền thông cao, đường truyền tin cậy và năng lực xử lý dữ liệu thời gian thực để đảm bảo chất lượng trải nghiệm (QoE) khi xem video hoặc chơi trò chơi trực tuyến.
• Đối với dịch vụ thể thao (WDSS): Yêu cầu khả năng tương thích cao với môi trường khắc nghiệt (như bơi lội, leo núi); hỗ trợ xử lý, phân tích và lưu trữ dữ liệu từ xa trên đám mây; hỗ trợ truyền thông chấp nhận độ trễ bằng cơ chế đệm dữ liệu tạm thời trên thiết bị.
• Đối với dịch vụ sức khỏe (WDHS): Yêu cầu thiết lập cơ chế cảnh báo tức thời khi phát hiện chỉ số bất thường; đảm bảo độ chính xác tuyệt đối trong cả khâu cảm biến lẫn khâu phân tích; duy trì kết nối tin cậy trong mọi môi trường truyền thông; tuân thủ nghiêm ngặt giới hạn công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) để tránh gây nhiễu cho các thiết bị điện y tế xung quanh.
• Đối với dịch vụ trợ giúp (WDAS): Khuyến nghị hỗ trợ công nghệ định vị có sự trợ giúp của mạng (Network-assisted positioning) và bắt buộc hỗ trợ khả năng truyền thông thoại cùng tin nhắn tức thời.

Khả năng cụ thể của IoT hỗ trợ thiết bị đeo và dịch vụ liên quan

Hệ thống IoT phải được trang bị các năng lực kỹ thuật tương ứng để đáp ứng các yêu cầu vận hành thực tế:

1. Khả năng chung (CC):

• Khả năng truyền thông đeo: Tối ưu hóa công nghệ truyền thông cho thiết bị có ăng-ten và pin siêu nhỏ.
• Khả năng thông minh: Tích hợp xử lý dữ liệu, phân tích nâng cao và tự học (machine learning).
• Khả năng quản lý API: Cung cấp các API chuẩn hóa, bảo mật để truy cập dữ liệu thuận tiện.
• Khả năng quản lý năng lượng hiệu quả: Áp dụng cơ chế tiết kiệm năng lượng trong suốt chu kỳ thu thập, truyền dẫn và xử lý dữ liệu.
• Khả năng hạn chế bức xạ RF: Kiểm soát và giới hạn bức xạ tần số vô tuyến phát ra từ thiết bị đeo.
• Khả năng chia sẻ dữ liệu: Cho phép chia sẻ dữ liệu liên thông dưới sự kiểm soát và đồng ý của người dùng.

2. Khả năng cụ thể theo lớp dịch vụ (SC):

• Hỗ trợ đa phương tiện (WDMS): Khả năng xử lý thời gian thực hiệu quả và khả năng truyền thông tiên tiến với băng thông rộng, độ trễ thấp và tỷ lệ mất gói tối thiểu.
• Hỗ trợ thể thao (WDSS): Khả năng truyền thông chấp nhận độ trễ (phát dữ liệu khi có mạng), khả năng xử lý dữ liệu từ xa để giảm tải tính toán cho thiết bị đeo, và khả năng chống chịu môi trường (như chống nước, chống bụi).
• Hỗ trợ sức khỏe (WDHS): Đảm bảo sự ổn định và chính xác của cảm biến thu thập dữ liệu sinh lý; tích hợp khả năng tự động phát hiện bất thường và phát tín hiệu cảnh báo khẩn cấp.
• Hỗ trợ trợ giúp (WDAS): Khả năng định vị chính xác dựa vào hạ tầng mạng và khả năng xử lý truyền thông thoại, tin nhắn tức thời tốc độ cao.

Các trường hợp sử dụng thực tế (Phụ lục A)

Tiêu chuẩn minh họa cụ thể các yêu cầu và khả năng của IoT thông qua 5 kịch bản ứng dụng thực tế:

• Cổng kết nối (Gateway) cho dịch vụ thiết bị đeo: Do thiết bị đeo bị giới hạn về tài nguyên và thường chỉ hỗ trợ kết nối tầm ngắn (Wi-Fi, Bluetooth), cổng kết nối đóng vai trò trung gian để thu thập, xử lý, lưu trữ và chuyển tiếp dữ liệu lớn lên mạng diện rộng. Gateway hoạt động như một trung tâm tính toán ủy quyền và là tường lửa bảo mật thông tin cho thiết bị đeo.
• Quảng bá trò chơi đua xe (WDMS): Người đua xe đội mũ bảo hiểm tích hợp camera và Wi-Fi để truyền luồng video trực tiếp thời gian thực về hệ thống WDMS. Hệ thống xử lý và phát sóng trực tiếp lên truyền hình, mạng xã hội hoặc truyền đến kính thông minh của người xem, mang lại trải nghiệm nhập vai chân thực.
• Luyện tập chạy bộ (WDSS): Thiết bị đeo ghi lại số bước, quãng đường và nhịp tim của người chạy, lưu trữ tạm thời rồi đồng bộ qua gateway đến hệ thống WDSS. Dữ liệu lịch sử này được chia sẻ với trung tâm phân tích thể thao chuyên nghiệp để thiết lập và gửi ngược lại kế hoạch luyện tập, cảnh báo tiêu thụ calo tối ưu cho người dùng.
• Tạo bản ghi sức khỏe cá nhân - PHR (WDHS): Các thiết bị đeo đo lường liên tục huyết áp, nhịp tim, nồng độ oxy trong máu, chất lượng giấc ngủ để tạo nên một Bản ghi sức khỏe cá nhân (PHR) toàn diện. Dữ liệu PHR được chia sẻ bảo mật với bệnh viện hoặc trung tâm phục hồi chức năng để bác sĩ đưa ra tư vấn y tế từ xa kịp thời.
• Trợ giúp cảnh sát làm nhiệm vụ (WDAS): Cảnh sát tuần tra đeo kính thông minh tích hợp camera để ghi hình, tự động đo tốc độ xe vượt giới hạn hoặc nhận diện đối tượng. Dữ liệu truyền về hệ thống WDAS để đối chiếu với cơ sở dữ liệu của ngành, sau đó hệ thống gửi lệnh điều phối, bản đồ lưu lượng giao thông và hỗ trợ liên lạc nội bộ thời gian thực cho lực lượng làm nhiệm vụ.

Hiệu lực và Tài liệu tham khảo

Tiêu chuẩn TCVN 13746:2023 được xây dựng dựa trên việc chấp nhận hoàn toàn khuyến nghị quốc tế ITU-T Y.4117 (2017) và được áp dụng đồng bộ với các tiêu chuẩn liên quan như TCVN 13115:2020 (yêu cầu chung về IoT), ITU-T Y.4401 (khả năng của IoT), cùng các tiêu chuẩn an toàn điện y tế IEC 60601-1-2.