Unidade I - Histórico e Fundamentos IoT

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Internet das 
Coisas e Aplicações
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Artur Ubaldo Marques
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Luciene Santos
Histórico e Fundamentos IoT 
• Histórico e Fundamentos IoT.
 · Fundamentar e dar sustentação teórica inicial à IoT.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Histórico e Fundamentos IoT 
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas:
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você 
também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão 
sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Contextualização
O futuro chega a cada instante por sobre nós. Ele faz isso de diversas maneiras. 
Para todos nós ele se apresenta como a nossa idade e o futuro nos reserva e nos 
premia apesar de nossas conquistas e vitórias na vida, como envelhecimento.
Mas não sejamos pessimistas, o futuro nos encontra todos os dias por meio da tec-
nologia cada vez mais presente e até mesmo, por que não dizer, mais imperceptível.
Ela está em praticamente tudo e nos acompanha da hora que acordamos até a 
hora em que vamos dormir, a tecnologia nos ajuda nos hospitais, na manutenção de 
nosso condicionamento físico, na hora de administrar remédios, também para nos 
lembrar quando falta mantimentos em casa e até mesmo, se você autorizar, toma a 
decisão de encaminhar os pedidos para um supermercado, entre outras coisas.
Quando falamos dessas tecnologias, estamos especificamente nos referindo à IoT. 
É graças a ela que bilhões de dispositivos estão sendo utilizados para sensoriamento 
e tomada de decisões, assistidas ou não, para facilitar a nossa vida.
O profissional de tecnologia atualmente independente da área em que atue, aca-
bará cedo ou tarde esbarrando com IoT, tamanha sua onipresença na atualidade.
A IoT tem ajudado de forma muito consistente a diminuir a distância, virtualmente 
falando, entre o campo e a cidade por exemplo, e isso inclui um volume maciço 
de automação ao ponto de uma roçadeira ser hoje um equipamento agrícola 
praticamente autônomo utilizando GPS, sensoriamento em tempo real e atuadores 
que permitem que um centro operacional tome decisões, tudo isso associado ao 
processo de “autonomous drive”, ou seja, ela funciona e se direciona “sozinha”.
Bom, isso é o futuro, isso é uma pequena amostra do mundo em que estamos 
inseridos hoje e que avançará ainda mais.
É assim que começaremos nossa viagem pela IoT e o futuro.
Portanto, você deve estar preparado para essa dinâmica e, suas novas regras de 
jogo nesse tabuleiro chamado mercado e fazer a diferença conhecendo e sabendo 
usar as tecnologias mais adequadas para cada situação conhecendo IoT e as suas 
aplicações em nosso mundo.
Isso poderá fazer com que você se torne um profissional diferenciado e com 
maiores oportunidades.
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Histórico e Fundamentos IoT
Vamos falar de IoT, e como ela tem ganho relevância mundial, e atualmente está 
em fase de realização, ou seja, as empresas a veem como oportunidade de negócio. 
Dessa forma, estão focadas em criar produtos e serviços utilizando IoT para gerar 
valor aos clientes.
Mas afinal o que é IoT?
A internet das coisas surgiu simultaneamente em muitos lugares e com muitas 
empresas, iniciativas e universidades, principalmente nos países desenvolvidos. To-
davia, podemos dar um exemplo para que você entenda o porque dessa afirmação 
ao mesmo tempo em que você verá que ela é uma resposta a um desafio ou pro-
blema contemporâneo. 
Podemos dizer que Iot também surgiu, por exemplo, da necessidade de sistemas 
de sensoriamento, monitoramento e vigilância (da forma mais abrangente do uso 
dessa palavra) remotos – que permitissem, em alguns casos, a tomada de decisão 
porque recebia um alerta desses sensores –, ou até mesmo de um sistema que 
tomasse decisão do que fazer sem intervenção humana.
Então, podemos perceber duas componentes essenciais à IoT:
• A “coisa”: um objeto de nossa vida cotidiana colocado em nosso ambien-
te cotidiano;
• O “dispositivo”: sensor, atuador, ou etiqueta, faz parte de uma coisa. Em linhas 
gerais, ele processa e comunica informações selecionadas para outras coisas, e/
ou passar ações para atuadores.
Então, como podemos ver, para entender nosso contexto, coisas+dispositivos 
privilegiam transações entre máquinas e os negócios M2M (machine to machine), 
tornaram-se o foco da criação da IoT e ela aconteceu também com a ajuda de mui-
tas outras invenções anteriores que possibilitaram essa convergência.
M2M nada mais é que a conectividade entre tudo, por qualquer tipo de tecnolo-
gia, por exemplo comunicação sem fio, mas não limitada a apenas isso, por exem-
plo, citando o século XX, o radar na década de 1930 e o RFID (Radio Frequency 
IDentification). Aliás, esse foi o motivo inicial que Ashton do MIT pensou no uso 
para IoT, sendo ele que cunhou o próprio termo. Daí para desenvolver hardware 
e sistemas de sensoriamento, atuação, tomada de decisão a distância, foi muito 
rápida, por exemplo, monitoramento de alarmes residenciais.
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
C entre “máquinas” e o próprio M2M eram baseados em simples alertas trocados 
na forma de pacotes de dados, por exemplo, avisando sobre mau funcionamento, 
avisando a nós, seres humanos, e evoluiu para sistemas mais sofisticados como 
a ativação de atuadores em usinas de energia baseados em tomada de decisão 
autônoma, controles semafóricos baseados em nível de atividade, ferroviários e de 
veículos autônomos ou não, munidos de sensores que informam dados sobre a frota 
e seu posicionamento, defeitos, desgastes, ajustes em tempo real, entre outros.
Já imaginou o volume de dados que esses sensores e dispositivos gera?
Esse volume de dados passou de escalas locais para escalas mundiais tanto em 
volume quanto em locais onde são produzidos, e assim vem a chave para IoT, a internet.
O volume de dados adquirido por esses sensores, dependendo do tempo entre 
suas aquisições e da quantidade de beacons (são dispositivos de aproximação ou 
proximidade que quando algo está em seu alcance e esteja preparado para tal, emitem 
informações), utiliza para tanto tecnologia de rede sem fio, e pode, por exemplo, 
usar o bluetooth para tablets, celulares smart anteriormente habilitados para isso.
A ideia, que promete revolucionar o mercado e fortalecer a chamada Internet 
das Coisas, é permitir a interação mais rápida de possíveisclientes com seus 
interesses, o que acaba criando um desafio.
Assista esse vídeo para saber como os beacons tornam possível enfrentar esse desafio em 
https://youtu.be/IiFdDPXnfcE
Ex
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O que queremos dizer com isso é o seguinte, em alguns supermercados, quando 
você se aproxima de alguma gôndola que tem algum item ou produto que você 
gosta e compra constantemente – claro que para isso você deve ter entrado no site 
da empresa e se cadastrado por lá –, o beacon vai apresentar no seu celular uma 
promoção, vai lembrar você de comprar o produto, vai passar vídeos, vai lhe passar 
um código QR para você ler com seu celular e vivenciar uma experiência de realidade 
aumentada. Mas, o mais importante, ele vai ter anotado e transmitido também para 
a empresa em que mercado seu IP foi detectado, que região você está, sua interação 
com o aplicativo, se você comprou, deu seu “like” entre outras ações possíveis. E 
isso, caro(a) aluno(a), é IoT em ação.
Então, você pode ver que tudo isso gera dados, uma imensa pilha de dados. Estamos 
falando do desafio da guarda e do uso desses dados. 
De um momento para outro, uma quantidade imensa de dados tem inundado 
cotidianamente a nuvem (outro item importante em IoT) pelo meio de todos esses 
sensores e a demanda de trabalho necessária para processar esses dados e tomar 
decisões inteligentes.
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Do local onde está um sensor para o local onde há o sistema que atuará sobre os 
dados, podem existir milhares de quilômetros de distância. A alocalidade também 
é um conceito fundamental e que possibilitou a IoT se firmar no mundo. Acredite, 
ela só pode acontecer por causa do barateamento da infraestrutura que a suporta, 
portanto, redução de preços é fundamental para poder disseminar a tecnologia 
pelo mundo.
A IoT pode ser definida como conexões entre dispositivos (que são as coisas) co-
nectadas pela INTERNET (trafegando dados que podem ou não ser relevantes para 
um determinado fenômeno que será processado e interpretado por sistemas), que 
geram como saída alarmes, alertas, visualizações de gráficos, suporte à tomada de 
decisão para humanos do outro lado da linha, ou, por final, uma tomada de decisão 
pelo sistema em caso extremo.
Assim, podemos perceber logo de cara que não há limite para o uso dessa tecnologia 
e que adquirir dados passou a ser a nova coqueluche do mundo e particularmente das 
empresas ávidas em conquistar consumidores.
Mas quando falamos em “coisas”, do que efetivamente estamos falando?
Sim, essas “coisas” seriam, por exemplo, batedeiras de bolo, sistemas de ilumi-
nação doméstica ou industrial, Smart TVs, fornos inteligentes, geladeiras, máqui-
nas de lavar, semáforos, smartphones, câmeras de monitoramento, caminhões, 
carros, turbinas de avião, usinas de energia, mísseis etc.
Esses dispositivos emitem e recebem dados, e isso é possível devido à conectividade 
de rede e eletrônica embarcada nos dispositivos, tornando-os “especialistas”.
Portanto, IoT possui certo grau de autonomia, mas sua existência necessita de 
integração e propósito, principalmente se falamos de negócios.
Da mesma forma que nós humanos temos nossas redes sociais para trocar infor-
mações uns com os outros, na IoT, há as redes “sociais” das “coisas” que interagem 
entre si.
A IoT funciona como uma rede gigantesca, que integra os relacionamentos 
entre as pessoas e as “coisas”, entre as pessoas somente e, por fim, somente entre 
as “coisas”, caso de M2M como exemplo. Ou seja, se algo pode ser conectado, 
com certeza será conectado.
O Gartner Group estima que até 2020, 20,4 bilhões de dispositivos esta-
rão conectados à IoT, outras fontes como a CISCO (2013), estimam 50 bilhões 
de dispositivos.
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Atualmente, esse número está em torno de 8.4 bilhões para 2017.
 
Número de objetos conectado
 deverá atingir 50 bilhões até 2020
Alcance de objetos conectados no total de “coisas” deve 
chegar a 2,7% em 2020 de 0,6% em 2012
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Alcance (RHS)Objetos Conectados
60
50
40
30
20
10
2012 2013
8.7 11.2
14.4
18.2
22.9
28.4
34.8
42.1
50.1
6%
5%
3%
2%
0%
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
0
Figura 1 – Expectativa do número de objetos IoT conectados até 2020
Fonte: Wikimedia Commons
Mais que nunca, em 2018, IoT significa coisas diferentes para pessoas diferen-
tes, nas quais a quantidade de sensores e a diversidade de usos torna tudo muito 
desafiador a cada dia para o profissional de tecnologia.
Muitas vezes, temos a impressão de que a IoT é considerada simplesmente um 
meio de conectar diferentes sensores a uma rede, mas, felizmente, isso está cada 
vez mais fora de contexto, uma vez que as empresas estão descobrindo como utili-
zar isso para facilitar nossa vida de diversas formas.
Exemplos de dispositivos que são passíveis de se integrarem como IoT em nossas vidas: 
https://goo.gl/jW2cCMEx
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or
Um dos grandes desafios de IoT é que as empresas ainda enfrentam desafios 
para sua utilização, ou seja, pouco se fala sobre seu uso no mundo real. Isso 
existe porque, apesar de termos gigantes mundiais envolvidos na produção destes 
dispositivos, ainda não há protocolos de segurança, de rede e comunicação para 
citar alguns, universais, ainda há certa dificuldade de integração de câmeras de 
vídeos diferentes, por exemplo, a falta de segurança é de tal monta que muitos 
desses aparelhos simplesmente transitam dados não encriptados, ou seja, abertos, 
um hacker Black hat pode facilmente acessar esses dispositivos e, dependendo do 
poder de processamento e de instruções desse mesmo dispositivo, pode literalmente 
invadir sua casa, alterar controles e direção de veículos. Há casos de invasão de 
veículos da Volvo ou de um Jeep Cherokee da Chrysler em pleno funcionamento.
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Veja qual o tamanho dessa ameaça para indústria automobilística lendo os seguintes 
artigos em: 
• https://goo.gl/NRdx2G
• https://goo.gl/qZVE9Q
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Temos inúmeros exemplos pelo mundo do emprego de sensores e atuadores 
IoT no agrobusiness, monitorando dados sobre lavouras, dados como clima, umi-
dade, ph do solo, que têm ajudado a levar água, fertilizantes, corretivos de solo e 
pesticidas no tempo e volume certo.
Detectar pragas logo no início pode significar literalmente a salvação da lavoura. 
Isso permite tomada de decisão logo no início do problema e não quando já for 
tarde para fazer alguma coisa.
Bem, nem tudo é tragédia, dessa forma, logo numa primeira análise, percebemos 
como benefício a redução de erros humanos e o incremento da qualidade. Além 
disso, há economia por otimização do uso de um recurso escasso como é a água. 
Isso gera sustentabilidade, diminui o impacto no meio ambiente, e permite alto 
grau de rastreabilidade.
Dessa forma, temos a união de tecnologias como GPS e diversos sensores físicos 
integrados a um sistema que permite o acionamento quando a decisão é tomada de 
qualquer distância e lugar.
A IoT não vai substituir o ser humano, como muitos imaginam, mas vai nos focar 
em atividades que realmente importam, por exemplo, pesquisa e desenvolvimento 
de novos produtos e serviços, bem como a inovação, mas, acima de tudo, vai nos 
subsidiar na tomada de decisão mais correta dentro da possibilidade que o volume 
de dados coletados permita.
Para os fabricantes, a IoT representa um ponto de partida para a inovação, o 
emprego e a criação de produtos, entendimento dos hábitos de consumo e onde 
há demanda.
Mas, para aproveitar adequadamente a oportunidade, os fabricantes devem 
projetar dispositivos que estejam interconectados com protocolos universais e com 
segurança da informação embarcada nos seus dispositivos.
A IoT é um grande consumidor de banda de conexão, para tanto uma das 
preocupações mundiais é desenvolver uma infraestrutura sustentável e escalável. 
Afinal, só a IoT vai permitir a conexão estimada em até 50 bilhões de dispositivos, 
fora o que terá de gente usando a web, indústriasusando web e outras tecnologias 
que nem sabemos, mas existirão.
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Marcas influentes como Google, GE, Siemens, Amazon, Samsung, Sony, Toyota, 
Honda, Nissan, Volvo, Audi, Mercedez, BMW, Intel, AMD, Microsoft, Unilever, 
Nestlé, Coca-Cola, Pepsi, HP, Apple e Cisco são somente uns poucos exemplos, estão 
com seus “sensores” ligados vendo e ouvindo tudo.
 
Wired Connection
Types of Node Architecture
Wireless Connection
IoT Device
Star Network
Mesh Network
Router/Hub
Internet
(IoT Applications and Services)
Figura 2 – Tipos de Redes passíveis de construção de arquitetura típica de um sistema IoT
A IoT pode eliminar quase toda a incerteza sobre o que os usuários/clientes encon-
tram em campo nos estágios posteriores dos ciclos de vida dos produtos lançados.
As maneiras pelas quais os produtos se desgastam, e quando e como eles são 
substituídos, podem fornecer insights vitais sobre o que será necessário nos produ-
tos que serão inovados e desenvolvidos para o próximo ciclo ou lançamento. 
Pense: apesar da suposta perda da privacidade das informações que estes sensores passam 
sobre as vidas dos clientes, quantas vezes paramos para pensar sobre os benefícios que 
esses dados geram para o próprio cliente, permitindo que nossos dados sejam acessados e 
compartilhados na IoT?
Até que ponto estamos dispostos a deixar esse acesso aberto?
Qual deve ser o limite entre o dado público e o privado?
Devemos deixar isso sob responsabilidade do governo, ou nós devemos decidir o que 
fazemos de nossos dados?
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Podemos ter diagnósticos em tempo real hoje sobre nossos carros, nossos 
corpos, nossos hábitos, e mais, você recebe relatórios sobre esses diagnósticos e 
poderá, você mesmo, tomar as providências para consertar ou corrigir o problema, 
consultar um médico se for o caso, ou chamar por socorro. Esse é o lado do bônus!
Bem, falamos até agora uma gota sobre o universo de IoT, apenas para que você 
conheça esse aglomerado de tecnologias e possamos nos aprofundar nas outras 
unidades dessa disciplina.
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O desafio é que isso não é futuro, está acontecendo agora em muitos países do mundo 
e toda uma comunidade de empreendedores e empresas está se beneficiando criando 
oportunidades de negócio e ajudando um universo de pessoas, empresas e governos 
que já não dispõem de tanto tempo assim para tratar de problemas emergentes.
Já percebeu como IoT pode ser adaptada e utilizada para quase tudo, e que mui-
tos negócios novos com cadeias produtivas inteiras são criados da noite para o dia?
Veja abaixo a relação de termos novos que surgiram a partir do consumo tec-
nológico de IoT:
• Internet Industrial;
• Indústria 4.0;
• Sociedade Superinteligente;
• Cidades Inteligentes;
• Medicina Preditiva.
Esses são alguns termos, somente para exemplificar, mas caberiam aqui livros 
sobre cada um dos temas acima declarados.
A IoT está ao alcance de todos, você mesmo pode começar a utilizar agora para 
seu negócio, ou para uso particular, e coletar e controlar dispositivos a distância.
Quer um exemplo do que está por vir, acesse esse vídeo do Prof. Juliano Reinert, uma das 
autoridades no Brasil sobre o assunto, intitulado Impactos da Sociedade 5.0 (Sociedade 
Super Inteligente) e Indústria 4.0, nele você vai perceber o impacto que IoT já está fazendo 
na vida das pessoas e consequentemente nas profi ssões, e esse recado é para você refl etir 
agora. Disponível em: https://youtu.be/3_48M1HGVrI 
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O futuro aponta a utilização maciça de IoT nas Smart City, Smart Health Care 
(telemedicina), Smart Grid (balanceamento de carga de energia elétrica na sua 
cidade e na sua casa advindas da matriz energética usado pelo país que você vive e 
ai falamos de usinas hidroelétricas, a carvão, a gás, a diesel, eólicas, nucleares, solar 
ou até mesmo geotérmica e também das marés ), Smart Home (hoje é quem lidera 
o ranking de aplicações de IOT) e Smart Farm (que tem aumentado a eficiência 
do setor de agronegócio em no Brasil de forma tão importante, que praticamente 
esse setor liderou as exportações do país quando estávamos até recentemente em 
crise política, que ainda persiste, e econômica, já em seu final), são algumas das 
aplicações de IoT.
Quando falamos de smart home, não estamos falando simplesmente em acender 
e apagar luzes vai muito além. 
Já estão sendo comercializados refrigeradores inteligentes, por exemplo, 
conectados ao seu smartphone que alerta quando você precisa comprar o leite, o 
suco, refrigerante, cerveja, manteiga e queijo.
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
O melhor é que o pedido automático pode ser realizado com o supermercado 
de sua escolha por delivery.
Smart Grid, um outro bom exemplo, parte do pressuposto de que as redes 
elétricas precisariam de monitoramento mais inteligente para a demanda e 
balanceamento de carga e um apontamento bem mais preciso de problemas, 
quando necessário, isso reduziria significativamente os apagões e também quando 
eles ocorrerem, o tempo para subida do sistema elétrico também seria reduzido. 
Casas e rede elétrica inteligente acabam por favorecer o aparecimento de cidades 
inteligentes, ou ao menos fundar a infraestrutura necessária para que elas possam 
existir efetivamente.
Reflita comigo, a próxima pergunta sobre IoT que permanece aberta é: Será que a IoT 
será definida como um lugar onde a promessa atenderá à realidade ou é somente mais um 
modismo para gerar demanda e se ganhar dinheiro? 
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Rowley (2015) realizou uma pesquisa para saber qual é o maior desafio que as 
empresas enfrentam para adoção de IoT. Abaixo, você poderá ver o resultado dessa 
pesquisa na figura autoexplicativa, e poderá perceber que maciçamente trata-se de 
problemas relacionados à segurança, infraestrutura ou poder de processamento 
dos dados coletados.
 
Security concers plague IoT
Investment
in sensors
80
60
40
20
%0
Data
analytics
Network
investment
Systems
integration
Security
41%
30%
23%21%
60%
Figura 3 – What do you see as the biggest challenges with IoT? 
 Respondents could select multiple answers
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IoT é um novo patamar tecnológico, todavia, já está gerando desafios de grande 
porte a serem superados. Segundo Kocher (2014), há 5 grandes desafios, e eles se 
aplicam ainda no tempo presente: 
Segurança: À medida que o IoT conecta mais dispositivos, fornece pontos 
de entrada mais descentralizados para MALWARE (softwares maliciosos 
que podem acessar sua máquina). Dispositivos mais baratos que estão 
em locais com comprometimento físico são mais sujeitos a adulteração. 
Mais camadas de software, middleware de integração, APIs, comunicação 
M2M criam mais complexidade e novos riscos de segurança;
Confiança e Privacidade: Com os sensores remotos e o monitoramento, 
haverá maior sensibilidade ao controle do acesso e da propriedade dos 
dados. (Observe que duas violações recentes de segurança de alto perfil 
no Target e Home Depot (lojas de departamento nos EUA) foram ambas 
obtidas através de roubo de fornecedores de terceiros para obter acesso 
aos sistemas de pagamento. A verificação de parceiros será cada vez mais 
crítica). A conformidade continuará sendo uma questão importante em 
aplicações médicas e de vida assistida, que poderiam ter consequências de 
vida ou morte. Novas estruturas de conformidade para abordar as ques-
tões únicas da IoT irão evoluir;
Problemas de complexidade, confusão e integração: Com múltiplas 
plataformas, inúmeros protocolos e um grande número de APIs 
(Application Programming Interface que significa em português “Interface 
de Programação de Aplicativos”), a integração e o teste de sistemas IoT 
serão um desafio para dizer o mínimo. A confusão em torno de padrões 
em evolução é quase certa para retardar a adoção. A rápida evolução das 
APIs provavelmente consumirá recursos de desenvolvimento imprevistos 
que irão diminuir as habilidades das equipes do projeto para adicionar novas 
funcionalidades essenciais no software ouno próprio dispositivo. A adoção 
mais lenta e os requisitos de recursos de desenvolvimento imprevistos 
provavelmente reduzirão os prazos, o que exigirá financiamento adicional 
para projetos de IoT;
Arquiteturas em desenvolvimento, guerras de protocolos e padrões 
concorrentes: Com tantas empresas fornecedoras envolvidas com IoT, 
há guerras em curso, já que as empresas que surgiram antes procuram 
proteger suas vantagens de sistemas proprietários e os proponentes de 
sistemas abertos tentam estabelecer novos padrões. Pode haver vários 
padrões que evoluam com base em diferentes requisitos determinados 
pela classe do dispositivo, requisitos de energia, capacidades e usos. Isso 
apresenta oportunidades para fornecedores de plataformas e defensores 
de fontes abertas para contribuir e influenciar os padrões futuros;
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Casos de uso concreto e proposições de valor convincentes: A falta 
de casos de uso claros ou exemplos de ROI fortes retardará a adoção 
do sistema IoT. Embora as especificações técnicas, os usos teóricos e os 
conceitos futuros possam ser suficientes para alguns adotadores iniciais, 
a adoção mainstream do sistema IoT exigirá comunicações e mensagens 
bem fundamentadas, orientadas para o cliente, em torno de “o que está 
nele para mim”. Explicações detalhadas de um dispositivo específico 
ou detalhes técnicos de um componente não vai cortá-lo quando os 
compradores estão procurando uma “solução completa” ou um serviço 
completo de valor agregado. Os provedores de IoT terão que explicar os 
principais benefícios de seus serviços ou enfrentar o proverbial “então o 
que”. (KOCHER, 2014).
Especificamente, quando falamos em segurança, há atualmente uma tendência 
em tentar adotar o PKI – Public key infrastructure – que em português podemos 
traduzir como, Infraestrutura de chave pública.
PKI não é uma solução nova para proteger dados, na verdade existe a pelo me-
nos 20 anos. A novidade é que PKI pode ser a chave para resolver dois desafios 
grandes de segurança em dispositivos IoT, o primeiro é confiança e o segundo é 
relacionado ao controle.
Segundo Molds (2018), o que IoT precisa para ter sucesso nesses desafios 
de segurança se relaciona a “[...] mensagens de alta integridade, comunicações 
seguras e autenticação mútua em uma alta escala na Internet serão absolutamente 
necessárias para o sucesso da IoT. Tendo conseguido dispositivos conectados em 
rede por décadas, os certificados digitais emitidos por uma PKI estão bem situados 
para servir como a identidade online para essas coisas”.
 
shop.com
RA
CA VA
Figura 4 – Diagrama de infraestrutura de chave pública, CA= autoridade de certificação, 
RA= autoridade de registro e VA= autoridade de validação de terceiros
Fonte: Wikimedia Commons
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Isso, de acordo com Molds (2018), envolve questões de garantia, escala e tecno-
logia que ele explica da seguinte maneira:
• Quando se trata de garantia e validação, há uma distinção entre 
aplicativos PKI públicos e aplicativos PKI privados ou fechados. Os 
aplicativos PKI comuns, como a segurança de e-mail, muitas vezes 
exigem um nível de confiança pública - a capacidade de qualquer 
pessoa validar os pedidos de garantia feitos pelas credenciais basea-
das em PKI, como certificados. Isso requer a capacidade de equipar 
todos os receptores potenciais para testar as reivindicações de todos 
os remetentes em potencial e, ainda mais difícil, revogar a capacidade 
de fazer reivindicações se a confiança for perdida. Em muitos aspec-
tos, a situação na IoT é mais fácil porque muitas implantações não 
precisam de confiança pública - são sistemas fechados. Além disso, 
a verificação de revogação e a validação on-line podem não ser mais 
necessárias uma vez que a organização em controle já conhece o 
status de seus próprios dispositivos na rede;
• Quanto a escala, embora as implementações de PKI certamente pre-
cisa ter a capacidade de gerenciar milhões de certificados e conse-
quentemente ao menos, um dispositivo associado a este certificado, a 
maioria opera em níveis significativamente menores. A magnitude de 
muitas implementações da IoT tornará comuns sistemas com dezenas 
ou até centenas de milhões de credenciais. No entanto, muitas das 
implementações desses dispositivos serão relativamente estáticas, as 
credenciais terão ciclos de vida relativamente longos e as mudanças 
podem ser raras;
• Relativamente à questão da tecnologia, ao contrário das PKIs tra-
dicionais e dispositivos conectados, dispositivos de baixo consumo 
de energia e baixo orçamento irão preencher a IoT. A criptografia 
tradicional não foi projetada para esses ambientes e é matematica-
mente intensiva, o que requer energia da CPU. Outro problema é a 
geração de credenciais. Fazer boas chaves não é fácil, e fazê-las em 
grandes volumes pode rapidamente se tornar um gargalo. Novamen-
te, os algoritmos de criptografia projetados para dispositivos de baixa 
potência e geração de chaves rápidas já existem e foram amplamente 
comprovados. (MOLDS, 2018).
Além dos desafios de segurança atuais, há a necessidade de aproveitar de forma 
real os dados que esses bilhões de dispositivos geram e que ficam armazenados na 
nuvem. É necessário um enorme poder computacional para trabalhar esses dados 
e conseguirmos extrair coisas importantes para o consumo, comportamento, ten-
dências de produtos e serviços da próxima geração, entre outros. Os especialistas 
como, por exemplo, Pettey (2017), são categóricos em afirmar que o caminho 
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
para tratar essa massa imensa de dados dos sensores se apresenta como IA – Inte-
ligência Artificial e suas vertentes. Vejamos: 
[...] Nós já vemos alguma promessa emergente de aplicativos que são 
alimentados por AI, aprendizagem de máquinas e tecnologias de apren-
dizado profundo. Por exemplo, o aprendizado profundo, um subconjunto 
de AI e aprendizado de máquina, requer grandes quantidades de dados e 
poder computacional, mas até recentemente, poucos casos de uso viáveis 
existiam para o aprendizado profundo, em grande parte devido à falta 
de dados. Hoje, estamos começando a ver a tecnologia de aprendizado 
profundo se apoderar, graças às enormes quantidades de dados que os 
dispositivos IoT criam. Nos próximos meses, a relação entre IoT e AI será 
ainda mais simbiótica – e provavelmente veremos AI, incluindo o apren-
dizado profundo, desempenhar um papel crítico na próxima grande coisa 
para a IoT. (PETTEY, 2017)
Veja uma prova do que estamos falando acessando esse artigo: O Poder Disruptivo da 
Inteligência Artificial, de Kasey Panetta, disponível em: https://goo.gl/KeMVLk
Também peço que leia o artigo: O que podemos fazer com a aprendizagem de máquinas, 
de Susan Moore, para você conhecer o potencial da utilização dessa tecnologia derivada de 
IA com IoT, disponível em: https://goo.gl/QqjNHn
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Precisamos ter consciência também, quando tratamos de IoT, da constelação de 
elementos constitutivos de sua arquitetura física e lógica e que geraram muitos dos 
desafios que acabamos de ler até aqui. Essa arquitetura passou por fases e estágios 
de amadurecimento ao redor do mundo. Vamos apresentá-los agora para você.
Conforme informações de um artigo feito por Fuller (2016), para o influente 
TechBeacon, uma arquitetura funcional de IoT tem ao menos 4 camadas ou etapas, 
como se fossem um processo.
1. Ter as “coisas” em rede, tipicamente sensores e atuadores sem fio;
2. Ter sistemas de agregação de dados de sensores e conversão de dados 
analógico a digital;
3. Ter sistemas de TI nas pontas executam o pré-processamento dos dados 
antes de se deslocar para o data center ou para a nuvem;
4. Ter poder computacional para analisar os dados, gerenciar e armazenar 
em sistemas tradicionais de centros de dados.
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Diagrama de uma arquitetura de 4 estágios típica para IoT: https://goo.gl/MyBkCq 
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Etapa 1. Sensores / atuadores - Os sensores coletam dados do ambiente 
ou objetosob medida e o transformam em dados úteis. Pense nas estruturas 
especializadas em seu telefone celular que detectem a atração direcional da 
gravidade – e a posição relativa do telefone para a “coisa” que chamamos 
de terra – e convertamos isso em dados que seu telefone pode usar para 
orientar o dispositivo. Os atuadores também podem intervir para alterar 
as condições físicas que geram os dados. Um atuador pode, por exemplo, 
desligar uma fonte de alimentação, ajustar uma válvula de fluxo de ar ou 
mover uma pinça robótica em um processo de montagem;
Etapa 2. O gateway da Internet - Os dados dos sensores começam em for-
ma analógica. Esses dados precisam ser agregados e convertidos em fluxos 
digitais para processamento posterior a jusante. Os sistemas de aquisição de 
dados (DAS) executam essas funções de agregação e conversão de dados. O 
DAS se conecta à rede do sensor, agrega saídas e executa a conversão analó-
gico-digital. O gateway da Internet recebe os dados agregados e digitalizados 
e roteia o Wi-Fi, as redes com fio ou a Internet para os sistemas da Etapa 3 
da figura do link acima, para posterior processamento;
Etapa 3. TI de borda - Uma vez que os dados de IoT foram digitalizados 
e agregados, está pronto para atravessar o domínio da TI. No entanto, 
os dados podem exigir processamento adicional antes de entrar no data 
center. É aqui que os sistemas de TI de borda, que executam mais análises, 
entram em jogo. Os sistemas de processamento de TI de borda podem 
estar localizados em escritórios remotos ou outros locais, mas geralmente 
estão no mesmo lugar ou localização onde os sensores residem mais perto 
dos sensores, como em um armário de fiação;
Estágio 4. O centro de dados e a nuvem - Os dados que precisam de 
um processamento mais aprofundado e onde o feedback não precisa ser 
imediato, são encaminhados para um centro de dados físico ou sistemas 
baseados em nuvem, onde sistemas de TI mais poderosos podem analisar, 
gerenciar e armazenar de forma segura os dados. Leva mais tempo para 
obter resultados quando esperamos até que os dados cheguem ao estágio 
4, mas você pode executar uma análise mais aprofundada, bem como 
combinar os dados do sensor com dados de outras fontes para obter 
informações complementares ou especializadas. O processamento do 
estágio 4 pode ocorrer no local, na nuvem ou em um sistema de nuvem 
híbrido. (FULLERS, 2016).
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Num esquema prático, essas etapas se harmonizam para, por exemplo, con-
trolar humidade e temperatura no seu quarto de dormir, levando em conta que 
horas ele deve ligar o condicionamento de ar, para não gastar energia o dia todo, 
que horas ele deve desligar ou baixar o consumo para que não fique ligado a noite 
toda, por exemplo, o que, por menor que fosse o gasto devido à eficiência do apa-
relhos, vai aumentar 20% na sua conta de luz. Portanto, teria vários sensores, de 
movimento ou presença, de humidade, de temperatura e de tempo, processando 
informação e conversando uns com os outros para poder deixar você no nível de 
conforto que quer. Sem falar que você vai corrigir e alterar os parâmetros para 
verão e para inverno.
 
standardizable
Context
Element
Sensor
Context
User
Context
Aggregated
ContextTemperature Humidity
... ...
...
Time
Context
Location
Context
User
Feedback
Human
Comfort Level
High Level
Context
Figura 5 – Diagrama mostrando um elemento 
de contexto aplicado aos atuadores
Podemos colocar sensores de IoT em praticamente tudo, isso também inclui 
nosso corpo. Sensores “werable”, esses sensores que você coloca na sua pele como 
se fossem uma tatuagem, tem ganho grande impulso nos últimos anos atuando na 
esteira da onda da saúde preditiva e preventiva. Dessa maneira, podemos acoplar 
isso num paciente para que ele seja monitorado de tal forma que mesmo que 
você consiga estragar o sensor, devido a eles serem baratos, você substitui sem 
maiores problemas e continua coletando seus dados para seu médico saber o que 
se passa com você. Podemos medir com isso parâmetros como pressão sanguínea, 
batimentos cardíacos, glicose, ou até mesmo liberar medicamentos na hora e na 
dose certa, o que com certeza vai ajudar muito diabéticos.
Mas não apenas isso, podemos chegar a níveis de sofisticação alto, é possível 
entender sinais neurais, inferir o estado do cérebro e treiná-lo se for o caso, ou seja, 
a partir de um eletroencefalograma feito através desse dispositivo IoT, os neurônios 
em seu cérebro se comunicam eletronicamente e criam um campo elétrico que 
pode ser medido do exterior em termos de frequências.
Quer um exemplo dessas aplicações nos dias de hoje? Acesse o link e saiba até onde já 
chegamos na integração humano/máquina: https://goo.gl/c18qRo.
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Lembremos que IoT é possível exatamente porque possuímos milhões de senso-
res por aí. Mas quais tipos ou categorias de sensores podem ser pendurados para 
IoT? A Deloitte criou uma tabela para facilitar nosso entendimento e uso dessas 
categorias de sensores.
Os sensores são categorizados pelo tipo de fonte de energia que usam, dessa forma, 
eles são ou ativos ou passivos.
Sensores ativos emitem energia própria. Radio Detection and Ranging (RA-
DAR) ou detecção de sinal de rádio variável é um tipo de sensor ativo. Então, nesse 
caso, o sensor emite um pulso de energia e se tiver alguma “coisa” que receba isso 
provoca uma resposta. Sensores passivos, simplesmente recebem energia, ficam 
esperando para que isso aconteça. Dessa maneira, são econômicos porque gastam 
pouca energia.
Tabela 1 – Tipos de sensores e exemplos que os representam
Tipo Descrição Exemplo
Posição
Mede a posição de um objeto, pode ser adquiri-
da em termos absolutos ou relativos. Podendo 
ainda ser linear, angular ou multiaxial.
Potenciômetros, inclinômetros, 
sensores de proximidade.
Ocupação e Movimento
Detecta presença de pessoas e/ou animais 
dentro de sua área de alcance. Os de 
movimento detectam se pessoas e animais se 
movem, a diferença entre esses sensores está 
na forma com que seus sinais são emitidos. No 
primeiro, não importa se a pessoa está ou não 
se movendo, mas no segundo isso importa.
RADAR, olho elétrico.
Velocidade e Aceleração
Velocidade do movimento pode ser medida 
linear ou angularmente, indica quão rápido 
um objeto se movimenta. Já os de aceleração 
medem as mudanças nessa velocidade.
Acelerômetros e giroscópios.
Força Detectam quando uma força física é aplicada e qual a sua magnitude.
Dinamômetros, viscometros, 
sensores táteis.
Pressão
São similares em funcionamento aos sensores de 
força, todavia são aplicados na medição de pressão 
em gases ou líquidos, em unidades de área.
Barômetro, piezômetro.
Fluxo
Detectam a taxa de passagem de um fluido. 
Medem o volume ou velocidade do fluxo que 
passa pelo sensor por unidade de tempo.
Anemômetro, sensores de fluxo de 
massa, higrômetro.
Acústico
Medem o nível sonoro ou de ruído e convertem 
essa informação em alguma unidade de 
medida como, por exemplo, decibéis.
Microfone, geofone, hidrofone.
Humidade
Detectam a quantidade de vapor de líquidos, 
por exemplo, água no ar, podendo medir de 
forma absoluta e relativa entre outras.
Higrômetro, humistor, sensor de 
humidade do solo.
Luz Detectam a presença de luz (visível ou invisível).
Sensor infravermelho, ultravioleta, 
raios cósmicos, raios gama, raios X, 
photômetro.
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Tipo Descrição Exemplo
Radiação
Detectam energia radiaotiva oriunda da 
decomposição atômica de isótopos. Para tanto 
detecta a cintilação ou ionização.
Contadores Geiger, cintilômetros, 
detector de nêutrons.
Temperatura
Detectam a quantidade de calor ou frio presente 
em um sistema. Fazem isso por contato ou não. 
Sendo os últimos, utilizam a medida obtida por 
meio da convecção ou irradiação.
Termômetros, calorímetros.
Químico
Medem a concentração de componentes 
químicos no ambiente. Para tanto, são 
direcionados a alvos específicos, por exemplo, 
CO2,Benzeno, Dioxina, entre outros.
Analisadores respiratórios, 
olfactômetro, detector de fumaça.
Biológico
Detectam elementos biológicos existentes 
como organismos, tecidos, células, enzimas, 
anticorpos, ácidos nucleicos.
Sensores de glicose, oximetria, 
eletrocardiograma, hormônios.
Fonte: Deloitte Insights, 2015. Adaptação de https://goo.gl/AqV3TE
Com essa tabela, você já pode ter uma boa ideia do que há de possibilidades 
disponíveis no mercado para você começar a imaginar dispositivos para acoplar 
como IoT.
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas - JAD e RAD 
https://goo.gl/QEPc4q
Sashimi Waterfall Software Development Process
https://goo.gl/Vp8F4e
Software CHAOS 
https://goo.gl/7hcwXN
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UNIDADE Histórico e Fundamentos IoT 
Referências
CISCO. Growth in the internet of things. THE EQUITY KICKER, 2013. Dis-
ponível em: <http://www.theequitykicker.com/2013/07/31/growth-in-the-inter-
net-of-things/> acessado: 15/02/2018.
FULLER, J.R. Os 4 estágios de uma arquitetura IoT. Disponível em: <https://
techbeacon.com/4-stages-iot-architecture> acessado: 14/02/2018.
HOLDOWSKY, J.; MAHTO, M.; RAYNOR, M.E.; COTTELEER, M. Inside the 
Internet of Things (IoT) – A primer on the technologies building the IoT, 2015. 
Disponível em: <https://www2.deloitte.com/insights/us/en/focus/internet-of-
things/iot-primer-iot-technologies-applications.html> acessado: 20/02/2018.
KOCHER, C. A Internet das Coisas: Desafios e Oportunidades, 2014, Disponível 
em: <http://sandhill.com/article/the-internet-of-things-challenges-and-opportuni-
ties/> acessado: 18/02/2018.
MOLDS, R. PKI para a Internet das coisas, 2018. Disponível em: <https://
www.scmagazine.com/pki-for-the-internet-of-things/article/539469/> acessado: 
18/02/2018.
PETTEY, C. O Efeito IoT : Oportunidades e Desafios, 2017. Disponível em: 
<https://www.gartner.com/smarterwithgartner/the-iot-effect-opportunities-and-
challenges-2/> acessado: 18/02/2018.
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