Introdução à Internet das Coisas: IOT Parte 1

O século XXI começou com o aumento do uso da Internet. No ano 2000, a Internet representava 51 por cento da transferência de informação nas telecomunicações, que logo aumentou para 97 por cento em 2007. Embora a Internet tenha começado a sua humilde jornada interligando computadores em todo o mundo e aumentando o domínio do sector das telecomunicações, a ideia da Internet é agora fadada a ir além dos computadores e a saltar além das telecomunicações. Da internet dos computadores, este século será a era da Internet das Coisas (IoT).
A 'Internet das Coisas' parece já ter sido ouvida antes e deve haver algumas questões na sua mente de engenheiro.
– O que é Internet das Coisas (IOT)?
– Por que é tendência?
– Qual será o impacto da IOT no futuro?
– Que organizações estão a desenvolver as tecnologias IOT e quais são os seus interesses?
– O que IOT significa para um desenvolvedor?
– Que hardware, software e serviços se enquadram na IOT?
– Quais são os principais desafios no caminho da IOT?
Para aumentar ainda mais o seu apetite, vale ressaltar que IOT, Cloud Services, Big Data etc.
Este tutorial é uma tentativa modesta de responder a algumas dessas perguntas. Através deste tutorial, a IOT será vista através de diferentes perspectivas, como do ponto de vista de usuários, empresas, desenvolvedores e provedores de serviços. O hardware e software envolvidos na IOT serão examinados. A importância e o impacto da IOT serão ilustrados com exemplos da vida real e os desafios no desenvolvimento da IOT serão examinados. Então, prepare-se para um passeio. Vamos.
O que é IOT?
A Internet agora é onipresente e sempre presente. Até o ano de 2016, 47% da população mundial estava conectada à Internet. Os smartphones e os gadgets inteligentes têm uma contribuição maior para isso. Na forma de smartphones, agora todo mundo tem no bolso um computador portátil conectado à Internet. Com milhares de aplicativos em uso, a internet se tornou um fenômeno do dia a dia e um item obrigatório na vida moderna. Com a ascensão da “Internet das Coisas”, agora não apenas dos computadores e smartphones, todas as coisas possíveis que utilizamos serão habilitadas para TI.
O termo “Internet das Coisas” foi definido por diferentes organizações de muitas maneiras diferentes. Existem muitas organizações que estão trabalhando no desenvolvimento de padrões e tecnologias para IOT. Vejamos as definições de IOT ditadas por algumas dessas organizações padrão para ter uma breve visão sobre ela.
De acordo com a UIT-T (União Internacional de Telecomunicações), a IOT é definida como: Uma infra-estrutura global para a sociedade da informação, permitindo serviços avançados através da interligação de coisas (físicas e virtuais) com base em tecnologias de informação e comunicação interoperáveis ​​existentes e em evolução.
De acordo com o IEEE (Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos), IOT é definido como: Uma rede de itens – cada um incorporado com sensores – que estão conectados à Internet.
De acordo com o ETSI (Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações): As comunicações máquina-máquina são a comunicação entre duas ou mais entidades que não necessita necessariamente de qualquer intervenção humana direta. Os serviços M2M pretendem automatizar o processo de decisão e comunicação.
De acordo com a OASIS (Organização para o Avanço de Padrões de Informação Estruturada), IOT é definida como: O sistema definido onde a Internet está conectada ao mundo físico por meio de sensores onipresentes.
Estas definições são definições padrão aceitas globalmente. Para um homem comum, as definições acima podem ser um pouco complicadas de entender. Portanto, para um entendimento comum, uma definição simples de IOT pode ser a seguinte –
“A Internet das coisas refere-se à integração da infraestrutura de TI com o mundo físico, onde quase todos os dispositivos e aparelhos, ou seja, coisas que usamos, estão conectados à rede (da Internet).”
Assim, com essa integração da tecnologia da informação, tudo do dia a dia fica interligado e também conectado à internet. Assim como os eletrodomésticos podem ser controlados e operados por um smartphone, as câmeras de segurança e as fechaduras podem ser acessadas de qualquer lugar do mundo, um guarda-chuva pode detectar as condições climáticas e alertar que deve ser tomado antes de sair, as tampas dos remédios começam a funcionar. piscando indicando que é hora de tomar a dosagem etc. Então, basicamente todo artigo comum de uso (como eletrodomésticos, carros, veículos, redes de energia, aparelhos de saúde e todos os bens possíveis no uso diário) é incorporado à inteligência de software, está interconectado e conectado a plataformas de internet que tornam esses objetos comuns mais inteligentes, melhores e inteligentes à sua maneira.
Imagem mostrando o conceito de Internet das Coisas
Figura 1: Imagem mostrando o conceito de Internet das Coisas
Esses objetos comuns tornam-se inteligentes e inteligentes com a capacitação da TI. Estes precisam estar integrados a uma infraestrutura de TI onde possam usar a Internet para enviar, receber e comunicar informações. Todas essas coisas sob a égide da IOT não são computadores, smartphones ou tablets de uso geral. São objetos de uso diário com eletrônica embarcada que lhes permitem funcionar de forma inteligente, detectando ou coletando informações do mundo físico, de outros dispositivos ou de plataformas de TI (nuvens). Essas coisas servem a propósitos específicos para os quais possuem eletrônicos incorporados, sensores e conectividade com outros dispositivos ou plataformas em nuvem.
O propósito da IOT não se resolve apenas conectando coisas à internet. As coisas devem ser capazes de interagir com o mundo físico. Para interação com o mundo físico, essas coisas são fornecidas com sensores e atuadores. Os sensores e atuadores são dispositivos que auxiliam na interação com o ambiente físico. Os sensores coletam dados do ambiente ao seu redor, assim como um sensor de temperatura detecta a temperatura do ambiente circundante. Da mesma forma, o receptor de localização GPS e o acelerômetro de um smartphone também são sensores. Uma máquina de lavar possui um sensor de nível de água e uma geladeira possui um termostato para detectar a temperatura do freezer. Existem incontáveis ​​exemplos de sensores. Os atuadores são dispositivos responsáveis ​​por mover ou controlar um mecanismo de um sistema como o controlador de temperatura em um ar condicionado é um atuador.
Os objetos IOT após detectar e coletar dados por meio de sensores, os enviam para a borda de uma rede ou nuvem. Os objetos podem ser conectados à nuvem/rede através de uma variedade de interfaces como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, GPRS ou Ethernet. Nos servidores em nuvem, os dados são armazenados e depois processados. O processamento pode ser tão simples quanto verificar se a temperatura lida está ou não dentro da faixa aceitável definida pelo usuário.
Os dados são processados ​​no servidor em nuvem para tomada de decisões. Da mesma forma que se a temperatura lida pelo sensor for superior à temperatura normal, os aparelhos de ar condicionado devem ligar. A decisão deve ser realizada no mundo físico com a ajuda de atuadores. Isso pode ser feito automaticamente, controlando diretamente o AC por meio do servidor em nuvem ou enviando um alerta ao usuário de que ele precisa ligar o AC.
Os sensores, interfaces de rede, servidores em nuvem e atuadores, todos juntos, formam a infraestrutura central de uma estrutura IOT. Esses são os blocos de construção da IOT que podem tornar os objetos mais comuns de uso humano habilitados para TI.
Imagem mostrando o modelo de comunicação da Internet das Coisas
Fig. 2: Imagem mostrando o modelo de comunicação da Internet das Coisas
Por que a IOT está em alta?
A IOT é vista como a quarta revolução industrial consecutiva. A terceira revolução industrial veio com a tecnologia da informação e sua utilização para automatizar a produção. E agora a quarta revolução industrial está prevista para vir com a tecnologia da Internet e a sua utilização em inúmeros métodos e aplicações. A vida humana será muito mais inteligente e fácil com a noção de 'Tudo em qualquer lugar, sempre conectado'.
IOT será People IT
Veja um exemplo simples. Suponha que você saiu da estação e trancou sua casa. Na sua ausência, seus pais vêm visitá-lo, mas encontram sua casa trancada. Agora suponha que se sua casa for automatizada com IOT e você puder acessar as fechaduras de sua casa pela internet, de um lugar distante, você pode abrir as fechaduras para que seus pais possam ficar lá mesmo na sua ausência. Este será o poder da IOT e como ela pode alavancar o estilo de vida das pessoas.
A IOT é considerada uma TI de pessoas, onde pessoas comuns podem acessar o mundo da informação com dispositivos inteligentes e atender às suas diversas necessidades pessoais e profissionais em um piscar de olhos. Isto pode acontecer com conectividade omnipresente, digitalização inteligente de objectos do quotidiano e infra-estruturas de informação responsivas em tempo real.
Big Data em jogo
IOT apresenta um conceito tecnológico onde tudo o que é comum está integrado à internet e possui eletrônica embarcada inteligente para um funcionamento melhor e aprimorado. Em segundo lugar, prevê que os objetos utilizados no dia a dia se conectem a serviços em nuvem com os quais possam trocar dados em tempo real.
Com qualquer plataforma de nuvem, haverá bilhões de dispositivos conectados e trilhões de sensores coletarão informações de todo o mundo. Serão dados massivos vindos de dispositivos passivos, ativos e de neblina. Isso abre outro domínio de análise de big data.
Os dados coletados pelos dispositivos IOT serão úteis para as empresas adquirirem informações de negócios e adaptarem modelos de operação de negócios para melhor Qualidade de Serviço (QoS) e Qualidade de Experiência (QoE). Os produtos da era IOT serão conectados a diferentes plataformas de serviços que terão aplicações adaptativas para melhorar e personalizar a experiência do usuário. Existem muitas arquiteturas de serviços, como Arquiteturas Orientadas a Serviços (SOA), Arquitetura Orientada a Recursos (ROA), Arquitetura Orientada a Modelos (MDA), Arquitetura Orientada a Eventos (EDA) e Arquitetura de Micro Serviços (MSA) em desenvolvimento para abranger o amplo escopo e variedade de dados. e variabilidade e escalabilidade de sistemas IOT.
Ao mesmo tempo, a experiência aprimorada do consumidor será bem abstraída, de modo que a implementação dos serviços utilizados por um dispositivo IOT permanecerá oculta ao usuário final.
IOT em nível empresarial
Qualquer plataforma IOT será integrada com todas as aplicações de escala empresarial para que a produção e os serviços possam ser sofisticados e adaptados ao mais alto nível. Por exemplo, as linhas de produção numa fábrica serão integradas com aplicações de Enterprise Resource Planning (ERP), Supply Chain Management (SCM), Knowledge Management (KM) e Customer Relationship Management (CRM). Com essa integração, a produção da fábrica poderia ser melhor otimizada para utilizar melhor os recursos, aumentar ou diminuir a produção de acordo com a demanda do cliente e a viabilidade de fornecimento, e os produtos poderiam ser melhorados ou personalizados com feedback do cliente em tempo real.
IOT como Web de próxima geração
A web inicial (Web 1.0) foi desenvolvida para leitura de informações. Isso evoluiu para a web 2.0, que era uma web social e não se destinava apenas a ler, mas também a escrever informações. A IOT evoluirá da web para a web 3.0, onde a informação não será apenas lida, escrita, mas também ligada a múltiplas fontes, serviços e aplicações. Esta será uma web semântica que fornecerá informações relevantes e corretas por meio de pesquisas automatizadas. Não vai parar por aqui e levará a web para a próxima versão – Web 4.0, onde as informações podem ser extraídas e entregues em tempo real com relevância simultânea e insights acionáveis.
Expectativas da indústria
A indústria global tem muitas expectativas com a IOT. De acordo com um relatório recente, as tecnologias vestíveis serão uma grande parte da IOT do consumidor. Cerca de 80 milhões de dispositivos vestíveis foram vendidos em todo o mundo em 2015. A contagem deverá ultrapassar 214 milhões até 2019, conforme afirma a IDC. Já existem muitas startups no mercado como IOTEX Systems, Leaf Wearable, Salted Venture etc. que estão trabalhando em tecnologia vestível IOT. Like Leaf Wearable está trabalhando no desenvolvimento de joias inteligentes para a segurança das mulheres. Outra startup Cicret está trabalhando no desenvolvimento de uma pulseira baseada em toque e projeção que será uma ótima alternativa aos smartphones tradicionais.
Nos próximos dias, o preço da conexão de dispositivos IOT será muito barato – apenas 50 centavos por mês em alguns casos. O baixo custo virá da transmissão mínima de dados que os dispositivos IOT precisarão.
De acordo com a McKinsey, a indústria de IOT valerá até US$ 11 trilhões até 2025 e, de acordo com a Cisco, valerá ainda mais, para cerca de US$ 19 trilhões nessa época. Não importa o que esteja certo, as empresas terão muitas oportunidades de ganhar dinheiro com este enorme mercado. Quase US$ 6 trilhões serão gastos em soluções IOT nos próximos cinco anos.
Os governos de todo o mundo estão concentrados em aumentar a produtividade, diminuir custos e melhorar a qualidade de vida nos seus países. O setor público será o segundo maior adotante de ecossistemas IOT.
A IOT será benéfica para todos – criadores, indústrias, empresas e consumidores. Todos serão beneficiados de uma forma ou de outra.
Compreendendo a IOT como desenvolvedor
O desenvolvimento de sistemas IOT é uma tarefa complexa. Pode envolver dois ou mais aspectos descritos abaixo –
Dispositivos Inteligentes – Os dispositivos IOT são dispositivos inteligentes que podem ter um ou mais sensores e atuadores embutidos neles. Os sensores e atuadores podem ter interface através de um controlador ou processador. O dispositivo deve ter uma interface de comunicação com ou sem fio para se conectar a outros dispositivos ou à Internet.
Comunicação máquina a máquina – A comunicação máquina a máquina é o principal recurso dos dispositivos IOT. Qualquer dispositivo IOT precisa interagir com outros dispositivos, etiquetas eletrônicas, adesivos, smartphones, gadgets ou computadores. As tecnologias de comunicação também estão passando por uma tremenda transformação para atender aos requisitos de comunicação dos dispositivos IOT, aumentando as taxas de transferência de dados e permitindo a comunicação de dados para vários canais simultaneamente. Para uma integração omnipresente de dispositivo para dispositivo (D2D), organismos de normalização, departamentos governamentais, empresas de telecomunicações e TI, prestadores de serviços, integradores de sistemas e empresas uniram-se para materializar ecossistemas IOT. Nesse ecossistema, uma infinidade de dispositivos incorporados estarão conectados em rede e interagindo através de múltiplos canais em alta velocidade de dados.
Integração de dispositivo para nuvem – Os dispositivos IOT podem ter serviço habilitado apenas por meio da conexão a uma ou mais interfaces de serviço. Isso requer integração do dispositivo à nuvem (D2C). Ao conectar-se a diferentes interfaces de serviço, os dispositivos IOT podem expor e solicitar suas funcionalidades. Através da habilitação da web e da nuvem, os dispositivos podem servir como entidades prestadoras de serviços, onde a implementação real do serviço fica oculta atrás da interface do serviço. Muitos dispositivos podem se unir e coordenar para realizar tarefas de maneira eficiente e sincronizada. Além disso, através da integração entre dispositivos e nuvem, um grande número de dispositivos pode ser mantido, monitorado, atualizado e operado através de uma plataforma comum. Para uma integração eficiente do dispositivo à nuvem, o modelo Open Service Gateway Initiative (OSGi) está em desenvolvimento e provará ser um marco transformacional na realização de ecossistemas IOT.
Já existem inúmeras plataformas de nuvem específicas para dispositivos e redes dedicadas espalhadas por todo o mundo, atendendo milhões de dispositivos IOT. Diferentes arquiteturas de nuvem estão sendo desenvolvidas para aplicações específicas de dispositivos, análise de big data, operações críticas e serviços de smartphones. Sem dúvida, a integração do dispositivo para a nuvem é o aspecto mais vital de qualquer sistema IOT, sem o qual ele nem mesmo seria classificado no paradigma IOT.
Plataforma como Serviço – O verdadeiro poder da IOT só pode ser apresentado através de plataformas integradas baseadas em nuvem. As soluções típicas de plataforma como serviço (PaaS) precisam ser otimizadas e aprimoradas para IOT para que possam gerenciar milhões de dispositivos, coletar e trocar dados em tempo real, gerenciar interações específicas entre uma infinidade de dispositivos e possam integrar-se com sucesso a aplicativos empresariais. como Planejamento de Recursos Empresariais (ERP), Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos (SCM), Gestão do Conhecimento (KM) e Gestão de Relacionamento com o Cliente (CRM).
Integração nuvem a nuvem – Os provedores de serviços em nuvem (CSP) têm seus centros de nuvem localizados em locais geograficamente diversos. Os data centers típicos estão evoluindo para centros de nuvem através da implementação de plataformas e práticas centradas na nuvem. Os novos centros de nuvem emergentes podem fornecer infraestrutura, plataforma e aplicativos em nuvem, todos juntos, ou podem simplesmente fornecer apenas uma infraestrutura em nuvem. Algumas das plataformas populares de gerenciamento de nuvem incluem soluções VMware, distribuições OpenStack, Apache Cloudstack, software BMC, Citrix Cloud, Rackware, IBM Bluemix Cloud, Microsoft Cloud, Cisco Systems, Oracle Enterprise Manager etc. -serviços na nuvem. As plataformas são responsáveis ​​pela integração da nuvem local com nuvens hospedadas privadas, serviços de nuvem pública (como Microsoft Azure, IBM Bluemix, Google Cloud Platform, Amazon Web Services etc.), sistemas de gerenciamento empresarial e aplicativos de automação de serviços. Na tendência emergente, os mesmos serviços em nuvem estão sendo fornecidos por vários CSPs com diferentes acordos de nível de serviço e acordos de nível operacional. Portanto, isso requer a necessidade de orquestração de nuvem, onde múltiplas nuvens e serviços poderiam ser explorados e agregados para gerar dados, processos, serviços ou aplicativos compostos. Para permitir a orquestração em nuvem, soluções de software dedicadas chamadas Cloud Service Brokers (CSBs) estão sendo desenvolvidas.
Tecnologias IOT –
Existem muitas tecnologias proeminentes que desempenharão um papel maior no desenvolvimento de futuros sistemas IOT. Algumas dessas tecnologias são –
Miniaturização Eletrônica – O desenvolvimento de componentes e circuitos eletrônicos em escala micro e nano permitirá a incorporação de eletrônicos em cada vez mais objetos. Assim, os futuros circuitos integrados desempenharão um papel fundamental no desenvolvimento de sistemas IOT.
Digitalização – A digitalização do maior número possível de objetos com a ajuda de tags, adesivos, beacons, chips, controladores, wearables, implantes e sensores vai ajudar muito na realização de verdadeiros ecossistemas IOT.
Tecnologias de comunicação – As futuras tecnologias de comunicação como 5G, Bluetooth de baixa potência, Near Field Communication (NFC), RFID, LoRa WAN, etc. tornarão a comunicação de dispositivo para dispositivo e de dispositivo para nuvem muito mais rápida e eficiente.
Nuvens e Big Data – Os ecossistemas IOT lidarão com uma enorme escala de dados e conduzirão engenharia de conhecimento em tempo real. Assim, a análise de big data e as práticas de mineração de dados desempenharão um papel vital no funcionamento dos sistemas IOT.
Ecossistemas IOT
A IOT irá emergir na forma de ecossistemas globais devido à sua escalabilidade e versatilidade. A IOT adicionará uma infinidade de sensores e atuadores ao mundo conectado existente de computadores e dispositivos de comunicação. Os sistemas IOT estão evoluindo com propósito e podem ser obviamente simplificados apenas por domínios de aplicação. Por aplicação, poderia haver os seguintes ecossistemas IOT –
– Internet Industrial das Coisas
– Internet das Coisas do Consumidor
– Internet social das coisas
– Internet Semântica das Coisas
– Internet Cognitiva das Coisas
Internet das Coisas Industrial – As empresas de manufatura estão adotando rapidamente a IOT. A IOT está permitindo que os equipamentos de fabricação se comuniquem em tempo real para detectar falhas de fabricação, melhorando a eficiência e aumentando a produção. Os dados coletados dos equipamentos podem ser utilizados para melhorar e aprimorar produtos, melhorar a automação e melhorar o planejamento de recursos. A IOT permite incorporar tecnologias de ponta em produtos como processamento de linguagem natural, aprendizagem automática e inteligência artificial, o que melhorará enormemente a experiência do cliente no futuro. Alguns dos sistemas IOT industriais emergentes incluem AWS IOT e AutoDesk SeeControl.
Internet das Coisas do Consumidor – Neste ecossistema IOT, os produtos fabricados pelas empresas são vistos como ativos digitais. Os produtos oferecidos aos consumidores terão eletrônicos avançados de interface humana e aplicativos para interagir e receber feedback com os clientes. Os produtos da próxima geração serão capazes de monitorizar o comportamento do cliente e adaptar serviços e aplicações em conformidade. Os dispositivos virão com sistemas de identificação biométrica, portanto serão utilizados apenas por usuários autenticados. Os dados recolhidos dos dispositivos de consumo não só permitirão a adaptação de serviços e aplicações, mas também melhorarão os modelos de receitas, a cadeia de abastecimento e a qualidade dos produtos.
Internet Social das Coisas – Com a ajuda da IOT, os gadgets e smartphones da próxima geração serão mais conscientes do contexto, adaptáveis ​​e fiáveis, permitindo melhores redes sociais através de diferentes aplicações.
Internet das Coisas Semântica – A integração dispositivo a dispositivo é um recurso essencial da IOT. Quanto maior o número de dispositivos e mais maneiras eles puderem se comunicar entre si, melhores sistemas IOT poderão ser desenvolvidos. Da mesma forma, se os carros, as pessoas e os lugares de estacionamento pudessem ter algum tipo de comunicação, os recursos de transporte e o tempo das pessoas poderiam ser geridos de forma mais eficiente. Além disso, os recursos de transporte tornar-se-ão facilmente acessíveis e rastreáveis. Para tal comunicação consciente do contexto entre pessoas e dispositivos, é necessária tecnologia semântica. Essa tecnologia semântica incluiria anotações semânticas, ontologias, estruturas de descrição de recursos, etc. Num ecossistema IOT semântico, dispositivos heterogéneos são capazes de comunicar entre si e com os seus utilizadores com elevado grau de interoperabilidade, resultando numa experiência integrada de uma variedade de dispositivos.
Internet Cognitiva das Coisas – Com a integração do processamento de linguagem natural, análise de imagens, análise de vídeo, análise de texto e aprendizado de máquina, um ecossistema IOT onde os dispositivos serão equipados com grande capacidade de detecção e inteligência artificial poderá ser desenvolvido.
Aplicativos IOT da vida real –
A IOT tornar-se-á altamente importante porque ajudará as pessoas a melhorar drasticamente a forma como vivem, trabalham e aprendem. A IOT chegou com uma promessa altamente crível de dar aos indivíduos mais algumas horas, automatizando tarefas e aumentando a produtividade dos negócios, fazendo melhor uso dos dados. Em suma, a IOT está a permitir-nos tornar-nos mais proativos e menos reativos.
A Internet das coisas encontrou aplicação em todas as indústrias e setores, como casas inteligentes, edifícios inteligentes, viagens e transportes, saúde, varejo, avicultura e agricultura, etc. A Internet das coisas industrial também está mudando a automação e a logística.
Imagem mostrando o ecossistema da Internet das Coisas
Fig. 3: Imagem mostrando o ecossistema da Internet das Coisas
Alguns dos aplicativos IOT populares são os seguintes –
1) Casa Inteligente – Redes Domésticas (HAN) e Casas Inteligentes estão se tornando a nova tendência. Quase todo mundo deseja que sua casa seja totalmente automatizada, com a maioria das operações domésticas realizadas sem qualquer intervenção humana. Existem muitas empresas e startups que estão trabalhando em produtos IOT domésticos inteligentes. O objetivo dessas empresas é fornecer produtos de baixo custo que sejam capazes de gerenciar de forma inteligente o tempo e os recursos energéticos. Outra dimensão em que os produtos domésticos inteligentes estão em desenvolvimento pertence aos sistemas de segurança residencial e controle de acesso. Empresas como Philips, Haier, Nest, Ecobee, Ring, August são consideradas marcas domésticas que fornecem produtos e soluções IOT para casa inteligente.
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2) Dispositivos vestíveis – Depois dos smartphones, a nova moda são os vestíveis inteligentes. Joias inteligentes, pulseiras, relógios inteligentes, pulseiras e até roupas serão a nova moda. Esses dispositivos vestíveis são instalados com sensores e software que coletam dados e informações sobre os usuários. Esses dados são posteriormente pré-processados ​​para extrair insights essenciais sobre o usuário. Esses dispositivos na categoria vestível cobrem amplamente os requisitos de condicionamento físico, saúde, telecomunicações e entretenimento. O pré-requisito da tecnologia da Internet das Coisas para aplicações vestíveis é ter consumo ultrabaixo e tamanho pequeno. Os wearables tiveram uma demanda explosiva nos últimos anos. Empresas como Apple, Fitbit, Samsung, Huawei, Blend Style & function, IOTEX, Leaf wearable, Salted venture etc. estão desenvolvendo produtos vestíveis baseados em IOT.
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3) Cidade Inteligente – Cidade Inteligente é o novo conceito de cidades modernas desenvolvido através da IOT. Vigilância inteligente, transporte automatizado, sistemas inteligentes de gestão de energia, distribuição de água, segurança urbana e conservação ambiental através de monitoramento eletrônico são exemplos de aplicações de internet das coisas para cidades inteligentes. O conceito de cidades inteligentes foi rapidamente adoptado pelos governos e várias organizações do sector público estão agora a trabalhar com fornecedores de IOT e empresas de TI para tornar as cidades mais inteligentes.
Smart Cities pretende resolver os principais problemas enfrentados pelas pessoas que vivem nas cidades, como poluição, controle de tráfego, escassez de água e energia, etc. Os sensores e aplicações web desempenharão um papel importante nas soluções de cidades inteligentes. Evreka, Bigbelly etc. são algumas empresas que fornecem soluções e serviços para cidades inteligentes.
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4) Redes Inteligentes – O conceito de rede inteligente está se tornando muito popular em todo o mundo. As redes eléctricas do futuro não serão apenas suficientemente inteligentes, mas também altamente fiáveis. Suponha que, se alguém conseguir economizar 20% do seu dinheiro economizando na conta de luz da casa, será uma grande economia em um ano. Os consumidores também podem ajustar o consumo de energia por meio de recargas de energia pré-pagas. O conceito IOT de Smart Grids inclui medição inteligente, uso de aparelhos inteligentes eficientes, recursos de energia renovável e recursos energeticamente eficientes. O conceito básico por trás das redes inteligentes é coletar os dados de forma automatizada remotamente e analisar o comportamento dos consumidores e fornecedores de eletricidade para melhorar a eficiência, confiabilidade e economia do uso da eletricidade.
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5) Internet Industrial – A Internet Industrial das Coisas (IIoT) ou Internet Industrial revolucionará o processo de fabricação. Incluirá aplicativos para rastreamento de mercadorias, troca de informações em tempo real sobre o diretório de mercadorias entre fornecedores e varejistas e entrega automatizada para aumentar a eficiência da cadeia de suprimentos da indústria. De acordo com a GE, a melhoria da produtividade industrial através da IOT irá gerar entre 10 biliões e 15 biliões de dólares no PIB em todo o mundo nos próximos 15 anos.
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6) Carros Conectados – Com a tecnologia de carros conectados, os veículos poderão otimizar seu funcionamento de forma automatizada por meio de tecnologia de sensores. Os carros poderão se comunicar entre si para evitar acidentes. Os carros também poderiam se comunicar com sensores de estacionamento para encontrar disponibilidade e assistência para estacionamento correto. A maioria das grandes montadoras, bem como algumas startups, estão trabalhando em soluções para carros conectados. Grandes marcas como Tesla, BMW, Apple, Google etc. estão atualmente trabalhando nesta área.
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7) IoT na Agricultura – À medida que a população mundial aumenta dia a dia, a procura pelo fornecimento de alimentos também aumenta. Os governos estão a ajudar os agricultores a utilizar técnicas e investigação avançadas para aumentar a produção de alimentos. A agricultura inteligente é um dos campos de crescimento mais rápido na IOT. Os sensores IOT fornecerão informações sobre o rendimento das colheitas, precipitação, infestação de pragas e nutrição do solo aos agricultores para melhorar as técnicas agrícolas e obter a produção produtiva.
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8) Varejo Inteligente – No cenário atual, o varejo inteligente está desempenhando um papel fundamental no setor varejista do mercado de IOT. Os sistemas de varejo inteligentes proporcionarão uma oportunidade saudável para os varejistas se conectarem com os consumidores para fornecer mercadorias de acordo com as necessidades do cliente. Os varejistas poderiam interagir com os clientes por meio de smartphones. A tecnologia Beacon desempenhará um papel importante na IOT do varejo inteligente. Usando a tecnologia Beacon, os varejistas podem conhecer melhor seus clientes e atendê-los de acordo com suas necessidades específicas. Eles também podem acompanhar o caminho do cliente pela loja e melhorar a arquitetura da loja.
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Por que a IoT é tão desafiadora?
O desenvolvimento de uma aplicação IOT bem-sucedida não é uma tarefa fácil devido a múltiplos desafios. Esses desafios incluem: mobilidade, confiabilidade, escalabilidade, gerenciamento, disponibilidade, interoperabilidade, segurança e privacidade. Alguns desses desafios são descritos abaixo –
1) Gerenciamento de dispositivos – O Gartner estima que, além de smartphones, tablets e PCs, mais de 25 bilhões de “coisas” estarão conectadas à Internet até 2020. O número de sensores, dispositivos e gateways será extremamente grande e eles estarão espalhados por grandes locais geográficos dispersos. Garantir que os dispositivos sejam completamente automatizados e gerenciáveis ​​remotamente é um desafio.
Gerenciar todos os dispositivos e ficar de olho nas falhas, configurações e monitorar o desempenho e a segurança de um número tão grande de dispositivos é definitivamente um desafio da IOT. Os provedores de serviços precisarão gerenciar falhas, configurações, desempenho e segurança de seus dispositivos interconectados, e a responsabilização por cada aspecto será sua principal responsabilidade.
2) Desafio de hardware – Hoje, o principal desafio em termos de hardware é o preço e a disponibilidade do hardware necessário. Esta é uma das principais razões que impedem a maioria das empresas e utilizadores finais de terem mais “objectos conectados”. Algumas das principais preocupações com hardware são:
Vida útil da bateria: A maioria dos dispositivos IOT funciona com bateria. Além disso, esses dispositivos exigirão que permaneçam conectados à Internet o tempo todo. Portanto, eles consumirão energia constantemente. O desenvolvimento de melhores baterias e o gerenciamento da energia da bateria é um grande desafio de hardware no desenvolvimento de produtos IOT.
Tamanho do equipamento: É importante que os dispositivos IOT sejam compactos e pequenos. Portanto, seu tamanho precisa ser otimizado com a eletrônica integrada atualmente disponível para atender sua finalidade, uso e aplicação.
3) Interoperabilidade – Interoperabilidade significa que dispositivos e protocolos heterogêneos precisam ser capazes de interoperar entre si. Isto é um desafio devido ao grande número de diferentes plataformas utilizadas em sistemas IOT. A interoperabilidade deve ser tratada tanto pelos desenvolvedores de aplicativos quanto pelos fabricantes de dispositivos, a fim de fornecer os serviços independentemente da plataforma ou das especificações de hardware do dispositivo IOT.
4) Segurança e privacidade de dados – Os dados enviados do sensor para a rede podem ser dados pessoais do usuário e precisam ser protegidos contra acesso não autorizado. Os usuários devem ter todos os direitos e políticas autorizados para acessar seus dados pessoalmente, os quais não devem ser compartilhados com terceiros. Embora o próprio usuário deva ter o direito de compartilhar os dados onde quiser. À medida que o mercado adapta a IOT dia a dia, a segurança e a privacidade estão se tornando uma grande preocupação para os usuários. Os usuários obviamente desejam compartilhar os dados de forma privada porque também há vários hackers e bisbilhoteiros que gostariam de acessar seus dados privados de forma antiética. Deve haver autenticação, autorização e segurança na camada de transporte para acessar os dados pessoalmente, caso contrário, os dados serão diretamente expostos a vários tipos de invasores.
5) Endereçamento e identificação – Uma vez que milhões de coisas inteligentes estarão ligadas à Internet, terão de ser identificadas através de um endereço único, com base no qual comunicarão entre si. Para isso, é necessário um grande espaço de endereçamento e endereços únicos para cada objeto inteligente.
No próximo tutorial, será dada uma olhada na infraestrutura IOT.

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