REQUISITOS, ARQUITETURA E INFRAESTRUTURA DE IOT

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MBA EM TECNOLOGIA E CONECTIVIDADE
MODULO 3
REQUISITOS, ARQUITETURA E INFRAESTRUTURA DE IOT
1 - Visão Geral de Engenharia de Sistemas e de Requisitos
Engenharia de Sistemas
É a área da engenharia que desenvolve sistemas tecnológicos complexos e que integram com outros sistemas. Numa abordagem de tecnologia da informação, o profissional com esta responsabilidade está apto a atuar na análise, no projeto e na integração de sistemas complexos, procurando otimizar seu funcionamento. O engenheiro de sistemas com enfase em software tem como objetivo projetar e monitorar os sistemas de informação de uma organização. Este projeto geralmente segue métricas padronizadas de qualidade e desempenho de sistemas informatizados. Para o sucesso da informatização e integração de sistemas de informação, deve-se compreender perfeitamente o funcionamento dos processos e conquistar a cooperação dos colaboradores, para que haja o alinhamento do sistema com a rotina do setor.
Engenharia de Requisitos
Requisito pode ser definido como uma condição necessária para a obtenção de um certo objetivo, ou para o preenchimento de certo fim. A engenharia de requisitos estabelece o processo de definição de requisitos como um processo na qual o que deve ser feito é elicitado, modelado e analisado. Este processo deve lidar com diferentes pontos de vista, e usar uma combinação de métodos, ferramentas e pessoal. O produto desse processo é um modelo, na qual um documento de requisitos pode ser produzido.
Principais Atividades da Engenharia de Requisitos
Para um bom desenvolvimento é importante identificar os requisitos, pois a partir desta fase podem surgir muitos erros, que se não corrigidos a tempo podem impactar o desenvolvimento do projeto. Requisitos é a necessidades de um usuário/clientee as exigências do negócio realizados por um sistema ou produto. Na Figura 1 pode-se observar um fluxo das principais atividades da Engenharia de Requisitos.
Figura 1 – Principais atividades da engenharia de requisitos
Levantamento de Requisitos
Esta é a fase inicial do processo de engenharia de requisitos. Nessa atividade levam-se em conta as necessidades dos usuários e clientes, informações de domínio, sistemas já existentes na organização, regulamentos vigentes, leis entre outros fatores. O objetivo nessa fase é ter o entendimento da organização como um todo.
Análise de Requisitos
Os requisitos são escritos tipicamente em linguagem natural, no entanto, é útil especificar os requisitos de maneira mais técnica através de diversos tipos de modelos que podem ser utilizados. Esses modelos são representações gráficas que descrevem processos de negócio, o problema a ser resolvido e o sistema a ser desenvolvido. Representações gráficas são muito mais compreensíveis do que descrições detalhadas em linguagem natural e por isso são utilizados.
Documentação de Requisitos
A documentação é uma atividade de registro e oficialização dos resultados da engenharia de requisitos. Como resultado, um ou mais documentos devem ser produzidos.
Essa documentação escrita de uma boa forma apresenta diversos benefícios como facilidade na comunicação dos requisitos, redução no esforço de desenvolvimento, fornece uma base realista para estimativas, boa base para verificação e validação, entre outros benefícios.
Validação de Requisitos
Nessa fase examinam-se os documentos de requisitos para garantir que todos os requisitos tenham sido declarados de modo não ambíguo, além de verificar  as inconsistências, conflitos, omissões e erros tenham sido detectados e corrigidos e que os documentos estejam em conformidade com os padrões estabelecidos.
Gerência de Requisitos
Os objetivos da gerência dos Requisitos são gerenciar alterações nos requisitos acordados, gerenciar relacionamentos entre requisitos, gerenciar dependências entre requisitos e outros documentos produzidos durante o processo de software. Dessa forma, a gerência de requisitos possui as seguintes atividades: controle de mudanças, controle de versão, acompanhamento do estado dos requisitos e rastreamento de requisitos.
Tipos de requisitos
Os Requisitos podem ser subclassificados emrequisitos funcionais, requisitos de qualidade ou não funcional e restrições ou regra de negócio. Na Figura 2 pode-se observar os principais tipos de requisitos.
Figura 2 – Principais tipos de requisitos
Funcionais: Referem-se a funcionalidades do sistema. São as funções que o sistema/aplicativo devem possuir para atender o negócio e suas regras.
Não-Funcionais (Qualidade): Tangem a exigência técnica de um ambiente, como sendo: aspectos de segurança do sistema, desempenho, prevenção de falhas e etc.
Regra de Negócios (Restrições): são premissas e/ou restrições aplicadas a uma operação comercial de uma empresa por exemplo, de forma que atenda ao negócio e funcione da maneira esperada, ou seja, conforme as regras estabelecidas.
 
Atividade extra
Vídeo: Vídeo olhar digital automação residencial
Link do vídeo https://www.youtube.com/watch?v=X2cLlApISl4
2 - Levantamento de Requisitos e modelagem
Técnicas de elicitação de requisitos
Para o desenvolvimento de um projeto tem sido maior a preocupação com a análise de requisitos. No entanto, há a fase anterior, a extração de requisitos, que, se não for bem direcionada e explorada, aumenta em grandes proporções a possibilidade de ter que voltar aos envolvidos do projeto para questionamentos sobre o escopo. O método de extração de requisitos para a fase de levantamento de informações pode ser explorado resultando em uma análise de requisitos mais consistente e realista. Dentre os métodos de extração destacam-se:
JAD – Joint Application Design
Visa criar sessões de trabalho estruturadas, através de uma dinâmica de grupo e recursos visuais, em que os usuários envolvidos trabalham no intuito de encontrar os requisitos. Um facilitador tem a função envolver os participantes nas reuniões, mediando às discussões e fazendo indagações a procura de requisitos não relatados. A forma mais produtiva de decisão em grupo é aquela obtida por consenso. Entendendo consenso não como uma unanimidade de opiniões, mas sim coma a concordância entre os participantes de que a solução encontrada é a melhor para o grupo e não fere convicções ou valores essenciais.
Entrevista
A entrevista é uma das técnicas de levantamento de requisitos mais utilizada. Isso pode ser notado quando o engenheiro de requisitos discute com os usuários e/ou clientes no intuito de encontrar os requisitos ideais para o sistema a ser desenvolvido. As vantagens da utilização dessa técnica é que ela é mais flexível e tem o objetivo de adquirir informações de caráter subjetivo. Além disso, aproxima o engenheiro de requisitos do usuário do sistema, fazendo com que o usuário se sinta atuando no desenvolvimento do sistema. As desvantagens seriam o custo de tempo e esforço caso precise o engenheiro de requisitos entrevistar inúmeros usuários do sistema.
Questionário
O seu uso é essencial quando se deseja obter informações de inúmeras pessoas. Além disso, justifica-se a sua aplicabilidade quando há indisponibilidade física, dispersão das pessoas envolvidas no projeto ou, até mesmo, quando há necessidade de um levantamento estatístico das pessoas que utilizaram o sistema. É preciso usar uma metodologia para a formulação das questões, de acordo com o perfil de usuários que irão responder o questionário. O planejamento adequado sobre o conteúdo, formato, ordem, clareza e não ambiguidade das questões são fatores relevantes na construção do questionário. Outros itens a levar em consideração é prever antecipadamente dúvidas que podem surgir e evitar que ele seja muito extenso.
Brainstorming
É uma das técnicas de reuniões em grupo mais conhecida para levantamento de requisitos. Ela consiste em uma reunião de especialistas de diversos setores, sendo que cada componente tem a função de estimular o outro a criação de ideias, visando à resolução do problema em questão. As ideias obtidas não devem ser criticadas. Normalmente utiliza-se essa técnica na fase inicial do desenvolvimentoquando pouco do projeto é conhecido e é vital a necessidade de novas ideias.
Prototipação
Utilizado no estágio inicial do projeto. Ajuda aos stakeholders a desenvolver uma forte noção sobre a aplicação a qual ainda não foi implementada, que através da visualização da mesma eles podem identificar os reais requisitos e fluxos de trabalho do sistema. É muito utilizado quando os stakeholders são incapazes de expressar os seus requisitos ou se os mesmos não têm nenhuma experiência com o sistema.
Aliado ao levantamento de requisitos, existe o mapeamento (modelagem) dos processos que é de vital importância para a melhoria dos resultados obtidos pelo levantamento de requisitos. Muitos sistemas são retardados em seu prazo estipulado na fase de definição do escopo do projeto ou até mesmo morre durante seu percurso, pois, a etapa de levantamento de requisitos é negligenciada ou simplesmente feita de forma ineficaz.
O mapeamento de processos é uma parte da gestão de TI que tem como objetivo estudar todos os estágios de um processo produtivo como meio de identificar as atividades mais influentes no funcionamento do negócio. A partir do mapeamento, a gestão passa a conhecer os mínimos detalhes dos processos, colocando-se frente a novas possibilidades de melhorá-los.
O que é modelagem de processos de negócio?
Modelagem de Processos de Negócio ou Business Process Modeling é a representação dos processos de negócio de uma organização, com o objetivo de documentar, entender e analisar os processos, permitindo a transformação e a automatização. Através da diagramação de processos é possível obter uma visão lógica das atividades e mostrar, de forma simples e intuitiva, como o trabalho é (ou deve ser) feito em uma empresa.
Existem muitos benefícios na modelagem de processos de negócios:
· Dá a todos uma compreensão clara de como o processo funciona
· Fornece consistência e controla o processo
· Identifica e elimina redundâncias e ineficiências
· Define um início e um término claros para o processo
· A modelagem de processos de negócios também pode ajudá-lo a agrupar processos semelhantes e antecipar como eles devem operar. O objetivo principal das ferramentas de modelagem de processos de negócios é analisar como estão as coisas no momento e simular como elas devem ser realizadas para obter melhores resultados.
Notação de modelagem de processos de negócios (BPMN)
O que a linguagem BPMN faz é representar cada ação com um símbolo. Segue os 4 principais símbolos da BPMN: 1-) Conectores: elementos de ligação da sequência dos fluxos de trabalho; 2-) Atividades: representam o trabalho que será realizado; 3-) Gateways: mostram a ramificação e a reunião do fluxo de tarefas; 4-) Eventos: indicam eventos exteriores ao processo que o influenciam.
Notação de Processo Universal
Em vez de ter um novo idioma para aprender, um sistema mais intuitivo é o Universal Process Notation ou UPN. O UPN fornece uma caixa simples para cada tarefa a ser concluída. A caixa mostra o que acontece, quem está atribuído a ele e quando acontece na sequência. É extremamente útil para a TI projetar e analisar processos, para que o gerenciamento cumpra as normas de negócios e, o que é mais importante, para os usuários finais de negócios entenderem os processos como pretendido. Kissflow usa UPN em seu modelador.
Técnica do fluxograma
Os fluxogramas explicam fluxos complexos de processos de maneira simples, mas eficaz. Eles ilustram as etapas do processo em sua ordem sequencial, indo das entradas ao processo real até as saídas. De fato, os fluxogramas fornecem a estrutura básica para o BPMN exibir fluxos de processos avançados.
 
Atividade extra
Leitura: Como Elaborar um quadro de horário escolar eficiente
Link do texto: http://rederequisitos.com.br/um-novo-contexto-para-engenharia-de-requisitos-as-interacoes-entre-pessoas-no-contexto-das-maquinas/
3 - Padrões de Arquiteturas IoT
Oque é IoT?
O interesse em torno da Internet das Coisas (Internet of Things em inglês, ou IoT) vem crescendo exponencialmente, assim como a idealização de projetos que utilizam essa tecnologia. As inúmeras possibilidades de aplicação da IoT colocaram esse recurso no topo da transformação digital nos negócios. A IoT pode ser definida como a comunicação máquina a máquina (M2M) via Internet, que permite que diferentes objetos, de carros a máquinas industriais ou bens de consumo como calçados e roupas, compartilhem dados e informações para concluir determinadas tarefas. A base para o funcionamento da IoT são sensores e dispositivos, que tornam a comunicação entre as “coisas” possível.
Padrões de Arquiteturas IoT
As arquiteturas IoT consistem em um conjunto diferente de tecnologias que se relacionam entre si e para comunicar a escalabilidade, modularidade e configuração de implantações de IOT em diferentes cenários. São dividias em 4 camadas (camada de sensores, camada de rede, camada de processamento de dados e camada de aplicação), como ilustrado na Figura 1.
Sensing Layer – Camada de sensores
A camada mais baixa é composta por objetos inteligentes integrados aos sensores. Os sensores permitem a interconexão dos mundos físico e digital, permitindo que informações em tempo real sejam coletadas e processadas. A miniaturização do hardware permitiu que poderosos sensores fossem produzidos em tamanho menor, integradas aos objetos no mundo físico. Existem vários tipos de sensores para diferentes propósitos. Os sensores têm capacidade para realizar medições como por exemplo temperatura e qualidade do ar. Os sensores são agrupados de acordo com sua finalidade exclusiva, como sensores ambientais, sensores corporais, sensores de eletrodomésticos e sensores telemáticos de veículos, etc. Sensores em geral são integrados através de ramos de sensores.
Figura 1 – Arquitetura IoT dividida em 4 camadas: Camada de sensores, camada de redes, camada de processamento de dados e camada de aplicação.
Um ramo de sensor é um ponto comum de conexão para vários sensores que acumulam e encaminhar os dados do sensor para a unidade de processamento de um dispositivo. Os sensores nos dispositivos IoT podem ser classificados em três grandes categorias : 1) Sensores de movimento: os sensores de movimento medem a mudança de movimento, bem como a orientação dos dispositivos; 2) Sensores Ambientais: Sensores como sensor de luz, pressão etc estão incorporados nos dispositivos IoT para detectar a mudança nos parâmetros ambientais no periférico do dispositivo. O principal objetivo do uso de sensores ambientais na IoT dispositivos é ajudar os dispositivos a tomar decisões autônomas de acordo com as alterações do periférico de um dispositivo. Por exemplo, sensores ambientais são usados ​​em muitas aplicações para melhorar experiência do usuário (por exemplo, sistemas de automação residencial, bloqueios inteligentes, luzes inteligentes etc; 3) Sensores de posição: fornecem a posição física e a localização do dispositivo, em sua maioria relacionado com coordenadas geográficas.  
Network Layer - Camada de rede
A camada de rede atua como um canal de comunicação para transferir dados coletados pelos sensores e outros dispositivos IoT para a camada de processamento de dados. A camada de rede é implementada por diversas tecnologias de comunicação, como por exemplo, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa, rede celular etc para permitir fluxo de dados entre outros dispositivos na mesma rede.
Data Processing Layer - Camada de processamento de dados
A camada de processamento de dados tem como principal objetivo realizar o processamento de dados coletados pelos sensores. A camada de processamento de dados leva dados coletados na camada de detecção e analisa os dados tomar decisões com base no resultado. A camada de processamento dedados também salva o resultado da análise anterior para melhorar a experiência do usuário. Essa camada pode compartilhar o resultado dos dados processamento com outros dispositivos conectados via camada de rede.
Application Layer - Camada de Aplicação
A camada de aplicação implementa e apresenta os resultadosde a camada de processamento de dados para realizar aplicativos diferentes de dispositivos IoT. A camada de aplicativo é uma camada centrada no usuário que executa várias tarefas para os usuários. Existem diversas Aplicativos de IoT, que incluem transporte inteligente, cuidados pessoais, cuidados de saúde etc.
 
Atividade extra
Uso de aplicativo: instalar e utilizar um demonstrativo do openhab
Link : https://www.openhab.org
4 - Desafios e Requisitos da IoT
Desafios da IoT
O interesse em torno da Internet das Coisas (Internet of Things em inglês, ou IoT) vem crescendo exponencialmente, assim como a idealização de projetos que utilizam essa tecnologia. As inúmeras possibilidades de aplicação da IoT colocaram esse recurso no topo da transformação digital nos negócios. A IoT pode ser definida como a comunicação máquina a máquina (M2M) via Internet, que permite que diferentes objetos, de carros a máquinas industriais ou bens de consumo como calçados e roupas, compartilhem dados e informações para concluir determinadas tarefas. A base para o funcionamento da IoT são sensores e dispositivos, que tornam a comunicação entre as “coisas” possível.
Existem muitos desafios na construção de soluções para Iot: 1-) Padrões: Não há um padrão definido globalmente para as soluções IoT; 2-) Segurança:  de Segurança, IoT : como identificar ataques arbitrários a nova solução IoT proposta e garantir que não haja vazamentos ou a apropriação de dados de outros usuários? 3-) Privacidade: não há controle de privacidade sobre informações pessoais e privacidade de localização do indivíduo e a indisponibilidade de métodos e ferramentas de tecnologias para aprimoramento da privacidade e leis de proteção relevantes. Esta lei vem para aprimorar o uso dos dados e a privacidade dos usuários, mas ainda não entrou em vigor. 4-) Heterogeneidade: deve ser capaz de superar a heterogeneidade de aplicativos, ambientes e dispositivos. Existe a necessidade de serviços úteis para gerenciar grande quantidade de dados e para descoberta, consulta, armazenamento e processamentos dos diversos tipos de sensores.
Requisitos de IoT
Os principais requisitos da IoT são: energia, comunicação, a restrição de recursos, a escalabilidade, a modularidade, a extensibilidade e a interoperabilidade entre coisas heterogêneas e seus ambientes.
Energia
Os problemas de energia acontecem em todas as suas fases, principalmente na fase de coleta de dados, pois há a utilização de sensores. É necessário pesquisar e desenvolver soluções nessa com o objetivo de criar dispositivos de baixa potência.
Comunicação
Novas antenas inteligentes podem ser fixadas nos objetos e feitas de novos permitirão novos sistemas avançados de comunicação dos dispositivos. Esquemas de modulação, taxas de transmissão e velocidade de transmissão também são questões importantes a serem empreendidas. Novas soluções avançadas precisam ser definidas para oferecer suporte eficiente à mobilidade de bilhões de coisas inteligentes.
Integração
A integração de tecnologias de identificação sem fio (como Identificação por radiofrequência - RFID) nas embalagens, ou melhor, nos próprios produtos, permitirá uma economia de custos importante, melhor amigo do ambiente e uma nova dimensão da auto-identificação do produto. A integração requer atender à necessidade de sistemas heterogêneos que possuam recursos de detecção, ação, comunicação, processamento e inclui sensores, atuadores, circuitos nanoeletrônicos, sistemas embarcados, algoritmos e software embutidos em objetos e coisas.
Confiabilidade
A confiabilidade dos sistemas de IoT é de suprema importância; portanto, a estrutura de rede da Internet das Coisas deve garantir confiabilidade, segurança e privacidade, oferecendo suporte à autenticação individual de bilhões de dispositivos diferentes, usando tecnologias de comunicação heterogêneas em diferentes domínios executivos. Protocolos de comunicação eficientes em termos de energia confiáveis ​​também devem ter o objetivo de confirmar a confiabilidade.
Tecnologias semânticas e IoT
A IoT requer dispositivos e aplicativos que podem facilmente conectar e trocar informações de maneira ad-hoc com outros sistemas. Isso envolverá dispositivos e serviços para solicitar necessidades e capacidades de maneira formal. Para permitir a interoperabilidade na IoT, são necessárias mais pesquisas sobre tecnologias semânticas. Exemplos de desafios são ontologias dispersas em larga escala, novos métodos para serviços da Web semânticos, mecanismos de regras e metodologias para raciocínio híbrido sobre grandes dados e bases de fatos heterogêneos, descoberta de dispositivos com base em semântica e geração de código conduzida semanticamente para interfaces de dispositivo.
Modelagem e Design
O projeto de sistemas de IoT em larga escala é estimulante devido ao grande número de componentes heterogêneos envolvidos e devido às duplicações complexas entre os dispositivos introduzidos por abordagens cooperativas e distribuídas. Para lidar com esse problema, modelos originais e estruturas de design precisam ser planejados.
 
Atividade extra
Leitura de Texto: IoT e a inteligência Artificial
Link : https://cio.com.br/watson-iot-inteligencia-artificial-promete-ampliar-servicos-de-iot/
5 - Infraestrutura IoT
Aescolha da tecnologia de comunicação afeta diretamente os requisitos e os custos de hardware do dispositivo IoT, que são implantados de tantas maneiras diferentes - em roupas, casas, prédios, campus, fábricas e até mesmo no seu corpo - que nenhuma tecnologia de rede pode atender a todas as necessidades.
Tecnologias de redes para IoT
Os dispositivos IoT funcionam capturando dados do contexto na qual está inserido. Esses dados são enviados ou armazenados na internet. Para habilitar essa comunicação, é necessária uma camada de conectividade ou rede que estabeleça a conexão entre um dispositivo IoT e as camadas de abstração mais altas, como a camada de aplicativo ou a Internet. Segue alguns exemplos de tecnologias para redes IoT.
WSN (Wireless Sensor Network)
Uma rede de sensores sem fio (WSN) é uma coleção de sensores distribuídos que monitoram condições físicas ou ambientais, como temperatura, som e pressão. Os dados de cada sensor passam pela rede nó a nó. Os nós da WSN são dispositivos de baixo custo, para que possam ser implantados em grandes quantidades. Eles também operam com pouca energia, para que possam funcionar com bateria ou até mesmo usar energia solar por exemplo. Um nó WSN é um sistema incorporado que normalmente desempenha uma única função (como medir temperatura ou pressão ou acender uma luz ou um motor).
Wifi
O primeiro candidato óbvio da tecnologia de rede para um dispositivo de IoT é o Wi-Fi, que pode ser uma boa solução para muitos aplicativos. Quase todas as casas que possuem conexão à Internet possuem um roteador Wi-Fi. No entanto, o Wi-Fi precisa de uma quantidade razoável de energia. Existem inúmeros dispositivos que não podem pagar (usar) esse nível de energia: dispositivos operados por bateria, por exemplo, ou sensores posicionados em locais difíceis de fornecer energia da rede.
ZigBee
O ZigBee foi projetado para aplicativos com baixa taxa (transferência) de dados e alimentados por bateria. O ZigBee é o padrão de rede em malha sem fio mais popular, de baixo custo e baixo consumo de energia. Geralmente, é implementado para redes pessoais ou de área doméstica ou em uma malha sem fio para redes que operam em faixas mais longas. Um benefício do ZigBee, no entanto, é que os nós podem permanecer no modo de suspensão na maior parte do tempo, prolongando drasticamente a vida útil da bateria.
6LoWPAN
6LoWPAN é um método de transmissão de dados especialmente para os dispositivos menores e que possuem baixa capacidade de bateria e com recursos limitados de processamento. O grupo 6LoWPAN definiu mecanismos de compactação e encapsulamento de cabeçalho que permitem que pacotes IPv6 sejam enviados e recebidos através de redes baseadas em IEEE 802.15.4. IPv4 e IPv6 são os mecanismos para a entrega de dados para redes de árealocal, redes de área metropolitana e redes de área ampla, como a Internet.
Comunicação IoT
A IoT está presenta na evolução da computação e destas novas tecnologias, principalmente quando se consideram os sistemas embarcados e na evolução dos protocolos. As implementações de protocolos de comunicação evoluíram a partir dos protocolos industriais como o Modbus e Fieldbus até chegar nos mais abrangentes e eficientes, como o MQTT e o REST.
MQTT
O conceito básico do protocolo MQTT é o seu modelo de publicação e assinatura (ou publish/subscribe) que consistem em dois tipos básicos de entidades: um broker de mensagens e os clientes. O broker é um grande servidor que recebe todas as mensagens dos seus clientes e envia essas mensagens aos clientes de destino – e como exemplo, alguns clientes podem ser desde sensores IoT ou até uma aplicação que recebe os dados dos sensores e os processa. A assinatura surge pois o cliente se conecta e “assina” algum tópico específico de mensagens no broker; O outro cliente então publica as mensagens nesse tópico, enviando a mensagem e o tópico ao broker; Este broker então disponibiliza essa mensagem no tópico e o primeiro cliente que realizou a assinatura recebe a mensagem.
REST
O protocolo REST (ou Representational State Transfer que em português é Transferência de Estado Representacional) trata-se de uma abstração da arquitetura da WEB com os seus princípios, regras e limitações para permitir a criação do projeto com as interfaces de transmissão de dados de uma forma bem definida, com as operações mais importantes como POST, GET, PUT e DELETE. Os Web Services permitem uma ampla interação entre os sistemas conectados através da internet e são uma ótima forma de conectar aplicações com um desempenho rápido, confiabilidade e habilidade de escalar o serviço. As requisições para esta aplicações obtêm uma resposta no formato XML, HTML e até em JSON, a depender do que está sendo analisado. A comunicação em rede também beneficia aplicações IoT a partir da criação de aplicações que consigam receber os dados e processar, podendo retornar para outros sistemas.
A maioria dos aplicativos de IoT exige mais do que apenas adicionar um sensor a um objeto físico. Quando as pessoas falam sobre "objetos inteligentes", geralmente estão falando sobre a adição de um microcontrolador conectado à Internet (também conhecido como MCU).
O que são microcontroladores?
Podem ser considerados dispositivos compostos por um processador dedicado com finalidade de executar uma aplicação específica, diferentemente de computadores de propósito geral. Para tal, esses dispositivos apresentam, em menor quantidade, os mesmos elementos de um computador reunidos um único chip. São utilizados em projetos de sistemas eletrônicos, tendo como principal função a execução de uma aplicação, ou conjunto de aplicações, relacionadas como um único sistema. Isto é, existe um programa que é embutido no microcontrolador e que interage com o meio externo.
Exemplos de microcontroladores
São exemplos de microcontroladores: Computadores de bordo automotivos, smartphones, sistemas de controle de acesso biométrico, controle de temperatura de ar-condicionado, impressoras, equipamentos de rede, equipamentos portáteis de medição e sistemas de monitoramento médico.
Como escolher os microcontroladores?
· Compatibilidade: Dependendo dos sensores e atuadores, você pode precisar de muitas ou poucas portas. Você quer ter certeza de que possui portas de entrada / saída suficientes disponíveis.
· Arquitetura: a arquitetura é sofisticada o suficiente para lidar com a complexidade do seu programa? A escolha de um depende dos requisitos funcionais do seu aplicativo e da quantidade de potência de computação que seu sistema precisa.
· Disponibilidade: Você pode obter facilmente o MCU desejado e na quantidade necessária? É importante considerar isso no início do processo, especialmente se você planeja expandir o sistema mais tarde.
· Energia: quanta energia o MCU precisará? Ele precisará ser conectado ou você pode usar baterias? A eficiência energética é extremamente importante a ser considerada em aplicativos industriais de IoT, porque você deseja minimizar a necessidade de enviar equipes de manutenção para inspecionar a infraestrutura de ponta.
· Custo: Quanto custa cada unidade? O preço faz sentido com base no valor que ele oferecerá? Mais uma vez, convém pensar em ampliar o projeto posteriormente. Verifique se o seu orçamento de IoT oferece suporte, incluindo mais MCUs que você escolher.
· Kit de Desenvolvimento: Existe um kit de desenvolvimento disponível? Os kits de desenvolvimento são uma excelente maneira de começar a usar o MCU que você escolheu, pois eles foram projetados para oferecer aos clientes uma experiência imediata. Isso facilitará muito o desenvolvimento do seu aplicativo IoT.
· Suporte ao desenvolvimento: Existe boa documentação para o seu MCU? Como é a comunidade em torno deste fórum? Esses fatores são cruciais para tomar decisões informadas sobre como usar seu MCU corretamente. Uma boa comunidade online pode ajudar a guiá-lo quando você está parado ou encontra um problema com sua implementação.
 
Referência Bibliográfica
Beom-Su Kim, HoSung Park, Kyong Hoon Kim, Daniel Godfrey, and Ki-Il Kim, “A Survey on Real-Time Communications in Wireless Sensor Networks,” Wireless Communications and Mobile Computing, vol. 2017, Article ID 1864847, 14 pages, 2017. https://doi.org/10.1155/2017/1864847.
Jennifer Yick, Biswanath Mukherjee, Dipak Ghosal, Wireless sensor network survey, Computer Networks, Volume 52, Issue 12, 2008
 
Atividade extra
Assistir vídeo: Redes de Sensores sem fio aplicado no monitoramento ambiental
Link : https://www.youtube.com/watch?v=SH0rq8i-kKw
6 - Redes de Sensores Sem Fio
Oavanço que tem ocorrido na área de microprocessadores, novos materiais de sensoriamento, microssistemas eletromecânicos e comunicação sem fio tem estimulado o desenvolvimento e uso de sensores inteligentes em áreas ligadas a processos físicos, químicos, biológicos, dentre outros. É usual ter num único chip vários sensores, que são controlados pela lógica do circuito integrado, com uma interface de comunicação sem fio. Normalmente o termo sensor inteligente e´ aplicado ao chip que contém um ou mais sensores com capacidade de processamento de sinais e comunicação de dados.  A tendência é produzir esses sensores em larga escala, barateando o seu custo, e investir ainda mais no desenvolvimento tecnológico desses dispositivos, levando a novas melhorias e capacidades.
Redes de sensores sem fio (RSSFs) diferem de redes de computadores tradicionais em vários aspectos. Normalmente essas redes possuem muitos nós distribuídos, tem restrições de energia, e devem possuir mecanismos para autoconfiguração e adaptação devido a problemas como falhas de comunicação e perda de nodos.  Uma RSSF tende a ser autônoma e requer um alto grau de cooperação para executar as tarefas definidas para a rede. 
Nessas redes, cada nodo é equipado com uma variedade de sensores, tais como acústicos, sísmico, infravermelho, vídeo-câmera, calor, temperatura e pressão.  Esses nodos podem ser organizados em grupos na qual pelo menos um dos sensores deve ser capaz de detectar um evento na região, processá-lo e tomar uma decisão se deve fazer ou não uma difusão do resultado para outros nodos. 
Numa rede tradicional, a comunicação entre os elementos computacionais é feita através de estações de base de rádio, que constituem uma infraestrutura de comunicação. Por outro lado, numa RSSFs, os elementos computacionais trocam dados diretamente entre si. RSSFs tendem a executar uma função colaborativa onde os elementos (sensores) provêm dados, que são processados (ou consumidos) por nodos especiais chamados de sorvedouros.
Áreas de aplicação
Diversas aplicações têm sido desenvolvidas utilizando um ou mais tipos de nodos sensores. As RSSFs podem ser homogêneas ou heterogêneas em relação aos tipos, dimensões e funcionalidades dos nodos. Por exemplo, as aplicações de monitoração de segurança podemutilizar sensores de imagem e acústicos, embutidos no mesmo nodo sensor ou em nodos diferentes. Neste caso, os tipos de dados coletados pela rede de sensores são imagens, vídeos e sinais de áudio.
A seguir, são relacionados alguns setores onde já existem exemplos práticos de aplicações de RSSFs:
· Produção Industrial: Monitoramento em indústrias petroquímicas, fábricas, refinarias e siderúrgicas de parâmetros como fluxo, pressão, temperatura, e nível, identificando problemas como vazamento e aquecimento.
· Áreas industriais:  Monitoramento de dados em áreas de difícil acesso ou perigosas.
· Extração de petróleo e gás: Na indústria de petróleo e gás, principalmente em plataformas em alto-mar, o monitoramento da extração de petróleo e gás é crítico.
Características das RSSFs:
· Agregação dos dados: Indica a capacidade de uma RSSF de agregar ou sumarizar dados coletados pelos sensores;
· Mobilidade dos sensores:   Indica se os sensores podem se mover ou não em relação ao sistema em que estão coletando dados;
· Restrições dos dados coletados: Indica se os dados coletados pelos sensores têm algum tipo de restrição como um intervalo de tempo máximo para disseminação de seus valores para uma dada entidade de supervisão;
· Limitação da energia disponível.  Em muitas aplicações, os sensores serão colocados em áreas remotas, o que não permitirá o acesso a esses elementos para manutenção;
· Auto-organização da rede:  Sensores numa RSSF podem ser perdidos por causa de sua destruição física ou falta de energia. Sensores também podem ficar incomunicáveis devido a problemas no canal de comunicação sem fio ou por decisão de um algoritmo de gerenciamento da rede;
· Tarefas colaborativas.  O objetivo principal de uma RSSF é executar alguma tarefa colaborativa onde é importante detectar e estimar eventos de interesse e não apenas prover mecanismos de comunicação;
· Capacidade de responder a consultas.   Uma consulta sobre uma informação coletada numa dada região pode ser colocada para um nodo individual ou um grupo de nodos.  Dependendo do grau de sumarização executado, pode não ser viável transmitir os dados através da rede até o nodo sorvedouro.
As redes de sensores sem fio possuem uma estrutura de comunicação composta por uma rede local onde os nodos sensores trafegam a informação até o nodo concentrador (sink), este encarrega-se de realizar a comunicação a longa distância.
Rede em estrela (ponto único a multiponto)
Uma rede em estrela é uma topologia de comunicação em que uma única estação base pode enviar e / ou receber uma mensagem para vários nós remotos. Os nós remotos não têm permissão para enviar mensagens um para o outro. A vantagem desse tipo de rede para redes de sensores sem fio inclui simplicidade, capacidade de manter o consumo baixo de energia.
Rede Mesh (Wilson, 2005)
Uma rede em malha (Mesh) permite transmitir dados para um nó para outro nó na rede que está dentro do seu alcance de transmissão de rádio. Isso permite o que é conhecido como comunicação de múltiplos saltos, ou seja, se um nó deseja enviar uma mensagem para outro nó que está fora do alcance das comunicações por rádio e pode usar um nó intermediário para encaminhar a mensagem para o nó desejado. Essa topologia de rede tem a vantagem de redundância e escalabilidade. Se um nó individual falhar, um nó remoto ainda poderá se comunicar com qualquer outro nó em seu intervalo, que, por sua vez, poderá encaminhar a mensagem para o local desejado.
Estrela híbrida - Rede Mesh
Um híbrido entre as redes estrela e malha fornece uma rede de comunicações robusta e versátil, mantendo a capacidade de reduzir ao mínimo o consumo de energia dos nós dos sensores sem fio. Nesta topologia de rede, os nós do sensor com menor potência não são ativados com a capacidade de encaminhar mensagens. Isso permite que o consumo mínimo de energia seja mantido. No entanto, outros nós na rede são ativados com capacidade de múltiplos saltos, permitindo que eles encaminhem mensagens dos nós de baixa energia para outros nós da rede. Geralmente, os nós com capacidade multi-hop (múltiplos saltos) têm maior potência e, se possível, geralmente são conectados à rede elétrica. Essa é a topologia implementada pelo novo padrão de rede em malha conhecido como ZigBee.
Estrutura de um nó sensor sem fio
Um nó sensor é composto de quatro componentes básicos, como unidade sensoriamento, unidade de processamento, unidade transceptora e uma unidade de energia. Também possui componentes adicionais dependentes da aplicação, como um sistema de localização, um gerador de energia e um mobilizador. As unidades de detecção geralmente são compostas por duas subunidades: sensores e conversores analógicos para digital. Os sinais analógicos produzidos pelos sensores são convertidos em sinais digitais pelo ADC e depois alimentados na unidade de processamento. A unidade de processamento geralmente está associada a uma pequena unidade de armazenamento e pode gerenciar os procedimentos que fazem o nó do sensor colaborar com os outros nós para executar as tarefas de detecção atribuídas. Uma unidade transceptora conecta o nó à rede. Um dos componentes mais importantes de um nó sensor é a unidade de energia. As unidades de energia podem ser suportadas por uma unidade de eliminação de energia, como células solares. As outras subunidades do nó dependem do aplicativo.
 
Atividade extra
Instalar e ver os conceitos da com o Simulador  CupCarbon
http://cupcarbon.com/
7 - Virtualização PaaS, IaaS e SaaS
Ao longo dos anos, o paradigma de computação em nuvem evoluiu em várias fases. As formas anteriores de computação que precederam a moderna computação em nuvem incluíam grade, utilitário e computação sob demanda. As formas mais antigas de computação em nuvem moderna que incluem Software (SaaS), Plataforma (PaaS) e Infraestrutura (IaaS) surgiram como um resultado tecnológico que atendeu aos baixos custos de hardware de computador e servidor. Os usuários podem comprar servidores individuais para atender seus requisitos de computação.
O paradigma da nuvem surgiu quando fabricantes de software e fornecedores de hardware combinaram vários servidores em uma tentativa conjunta de aproveitar o imenso poder de computação gerado por uma grade de servidores conectados. Simultaneamente, a evolução das tecnologias de conectividade digital que subjazem à Internet nos últimos anos trouxe formalmente o conceito moderno de “computação em nuvem”. Nos últimos tempos, os fornecedores de tecnologia transformaram os sistemas de computação em nuvem em vários níveis de serviço, de várias maneiras. rotulados como SaaS, PaaS e IaaS.
Software como serviço (SaaS)
(SaaS) é um modelo de licenciamento e entrega de software que ganhou uma presença significativa em uma ampla variedade de aplicativos corporativos, comerciais, científicos e comerciais modernos. As tecnologias SaaS permitem que os usuários licenciem software proprietário com base em assinatura - mensal ou anual. Como provedores de um serviço 'sob demanda', os provedores de serviços SaaS hospedam o software na nuvem na qual os usuários se conectam por meio de um navegador e uma conexão com a Internet. Como uma alternativa extremamente econômica às instalações e pacotes de software no local, o modelo SaaS oferece perfeitamente uma variedade de aplicativos que pertencem a programas de planejamento de recursos empresariais, software de escritório e de comunicação, pacotes de folha de pagamento e contabilidade, pacotes de contabilidade e folha de pagamento, gerenciamento de recursos humanos, aplicativos móveis etc.
SaaS oferece aos usuários uma linha de vantagens e benefícios significativos quando comparados ao modelo tradicional de instalação de pacotes de software em hardware localizado nas instalações comerciais. Os custos iniciais mais baixos e as taxas zero de licença representam a principal vantagem. A natureza dos sistemas de computadores tradicionais requer ajuda especializada para configurar e instalar nas instalações dos operadores comerciais. Em contraste marcante, os provedoresde serviços SaaS instalam e configuram aplicativos SaaS em servidores remotos (conhecidos como nuvem). Essa diferença se traduz em ganhos reais para usuários e clientes em termos de atrasos mínimos, operação sustentada sem problemas e níveis mais altos de envolvimento com o serviço. Além disso, os usuários de SaaS desfrutam de curvas de aprendizado mais curtas, aumentando assim a produtividade no local de trabalho. Os avanços na tecnologia, o aumento do uso de dispositivos móveis conectados e os altos níveis de penetração da Internet em banda larga estão expandindo o mercado para sistemas de gerenciamento de aprendizado baseados em tecnologias SaaS. Cada vez mais, educadores e operadores de negócios estão posicionando materiais, produtos e soluções de aprendizado na nuvem, resultando em produtos de aprendizado econômicos. Eles são relevantes para seções mais extensas da sociedade, instituições e organizações. Além disso, fatores como a disponibilidade de novos fornecedores e melhores recursos computacionais estão expandindo o mercado para produtos e serviços de aprendizado baseados em SaaS.
Plataforma como serviço (PaaS)
O PaaS é uma categoria de serviços em nuvem que fornece uma plataforma que permite aos clientes desenvolver, executar e gerenciar aplicativos sem a complexidade de criar e manter a infraestrutura normalmente associada ao desenvolvimento e ao lançamento de um aplicativo. Os fornecedores de PaaS hospedam o hardware e o software em sua infraestrutura, liberando os clientes de qualquer obrigação de instalar hardware e software interno para desenvolver ou executar um novo aplicativo.
Os sistemas baseados em PaaS permitem que os desenvolvedores mantenham níveis significativos de controle sobre configurações personalizadas, preservando, assim, os contornos (e o conteúdo) do trabalho de desenvolvimento original. Os desenvolvedores são capacitados pelo fato de os provedores de serviços PaaS manipularem serviços de execução de aplicativos, serviços de dados e as funções subjacentes do sistema operacional. Além disso, os fornecedores de PaaS de alto nível oferecem aos desenvolvedores o uso de ferramentas, estruturas e outros recursos de desenvolvimento individualmente ajustados e configurados exclusivamente para uso na plataforma fornecida pelo (s) fornecedor (es).
A escalabilidade continua sendo uma das palavras de ordem da plataforma como serviço. Os serviços de PaaS são tipicamente escaláveis, gerando uma economia substancial de custos para os desenvolvedores, ajudando assim os mecanismos de geração de receita a obter maior tração. Os benefícios do mundo real para os desenvolvedores incluem a capacidade de expandir o escopo de um aplicativo em sintonia com os requisitos do mercado. Os aplicativos desenvolvidos desde o início usando as tecnologias PaaS oferecem escalabilidade, ativação de SaaS, podem acomodar vários inquilinos digitais; fornecem 99% de tempo de atividade etc. Os observadores observam que as empresas implantam tecnologias PaaS principalmente porque elas reduzem a quantidade de codificação necessária para habilitar um aplicativo, ajudam a automatizar a política de negócios e impulsionam a migração de aplicativos para o modelo híbrido de computação em nuvem.
Infraestrutura como serviço (IaaS)
O IaaS opera pela arquitetura em nuvem tradicional. De acordo com o paradigma de computação em nuvem IaaS, os provedores de serviços hospedam a infraestrutura, como servidores, unidades de armazenamento, hardware de rede, virtualização ou camada de hipervisor etc. Esse modelo nega o caso comercial legado de investir em infraestrutura e equipamentos de data center no local. Os provedores de serviços modernos de IaaS também oferecem serviços orientados a políticas para clientes e clientes. Esses serviços incluem o desempenho do serviço de monitoramento, cobrança detalhada de serviços ao cliente, acesso a logs, segurança digital, balanceamento de carga, backup, replicação e recuperação, etc.
O paradigma de infraestrutura como serviço oferece um paradigma de computação econômico para usuários e clientes. A maioria dos clientes de IaaS paga os provedores de serviços por usuário ou pode negociar taxas por hora, semanal ou mensal. Observadores observam que o modelo de pagamento conforme o uso elimina investimentos significativos em capital e os custos iniciais incorridos quando os operadores comerciais implementam versões legadas de pacotes de hardware e software no local.
Algumas das instâncias robustas de fornecedores e produtos de IaaS incluem Amazon Web Services (AWS) , que oferece Simple Storage Services (S3) e Glacier. A AWS também oferece aos clientes o uso de serviços de computador, como o Elastic Compute Cloud (EC2). Produtos similares surgem do Google Cloud Platform (GCP), que fornece funções de armazenamento e computação por meio do Google Compute Engine (GCE).
Os prestadores de IaaS de BAIXA A ALTA frequentemente implementam uma abordagem em camadas dos preços de seus serviços e produtos. Isso os ajuda a atrair uma ampla faixa de clientes com requisitos diferentes e a ganhar tração em mercados comerciais competitivos para serviços de computação em nuvem.
O Amazon Web Services, por exemplo, permite que os clientes corporativos acessem a AWS Spot Instance a preços bastante reduzidos, em comparação com o menu de serviços sob demanda. Da mesma forma, os usuários podem acessar versões específicas das máquinas virtuais do Google a taxas 70% inferiores aos seus serviços superiores de máquinas virtuais. Essas instâncias de precificação dinâmica são um resultado do imperativo dos prestadores de serviços de descarregar a capacidade de computação sobressalente para os clientes interessados.
 
Atividade extra
Leitura de texto: Comparativo IaaS e PaaS
Link : https://blog.tecnologiaqueinteressa.com/2012/07/analise-comparativa-de-solucoes-de/
8 - Estudos de Caso – Projetos IoT
Projeto IMPReSS
O resultado do projeto IMPReSS, uma parceria entre União Europeia e Brasil e coordenado pelo Instituto Fraunhofer FIT (Institute for Applied Information Technology), pode ser conferido no Teatro Amazonas em Manaus. O consórcio, que durou 31 meses e envolveu 11 organizações do Brasil e da Europa, dentre elas as universidades federais de Pernambuco (UFPE), do ABC (UFABC) e do Amazonas (UFAM), tem como um de seus projetos pilotos um sistema inteligente para monitoramento e controle do uso de energia no histórico teatro manauara.
O sistema de gerenciamento desenvolvido pelo IMPReSS se utiliza de recursos naturais, como luz e energia solar, para controlar suas operações garantindo a melhor condição de iluminação e temperatura do teatro, aliada ao uso mais eficiente possível de energia. E, a partir de um aplicativo gratuito, visitantes do teatro podem, entre outras coisas, verificar o consumo de energia anterior e atual das luzes e do ar condicionado. Com isso, o projeto pretende também aumentar a atenção do público para a necessidade de mudança de comportamento em relação ao uso de energia, visando reduzir tanto o consumo energético quanto a emissão de CO².
Outro piloto do projeto foi implementado na UFPE, com o qual espera-se alcançar uma redução de 10 a 20% no consumo de energia do campus universitário, que hoje equivale ao consumo de uma cidade pequena.  Neste âmbito,  foram desenvolvidos  dois sistemas: um para monitoramento e gerenciamento eficiente do uso de energia e outro para gerenciamento de situações de queda ou falta de energia, de modo a proteger equipamentos valiosos e trabalhos de pesquisa dos laboratórios.
Os exemplos elucidam o objetivo do IMPReSS, que é fornecer uma plataforma de desenvolvimento de softwares para possibilitar a geração rápida e de baixo custo de sistemas complexos, envolvendo Internet das Coisas (IoT).  Um dos problemas relacionados ao desenvolvimento de protótipos de IoT é justamente o tempo demandado até se alcançar algum resultado, bem como a exigência de um alto nível de especialização e integração, devido aos diferentes hardwares, plataformas e protocolos, o que impedepequenas empresas de investirem nesta área.
Com a plataforma criada pelo IMPReSS, que já oferece ferramentas para acelerar o desenvolvimento de sistemas para Internet das Coisas, a redução de custos com o desenvolvimento pode chegar a até 30%. A plataforma dispõe de kits de ferramentas desenvolvidos por dez parceiros do projeto, tanto de indústrias quanto de instituições de pesquisa.
Com isso, espera-se como efeito do projeto que mais desenvolvedores de software, inclusive aqueles não especialistas, façam experimentos e criações com novos serviços inteligentes e com a Internet das Coisas, incentivando assim a ampliação das cidades inteligentes.
Projeto SWAMP
A irrigação para a agricultura é a maior consumidora de água no mundo, o que abre grande oportunidade para uso intenso de tecnologias para otimizar o uso de água, reduzir o consumo de energia e melhorar a  qualidade das culturas. Embora a Internet das Coisas (IoT) e outras tecnologias associadas são a escolha natural para aplicações em gestão inteligente de água, elas ainda precisam ser provadas em ambientes reais e implantações em pilotos localizados no campo. Além disso, plataformas de desenvolvimento de aplicações baseadas em IoT devem ser genéricas o suficiente para que sejam facilmente adaptadas para diferentes culturas, climas e países. O projeto Swamp desenvolve métodos e abordagens baseados em IoT para a gestão inteligente de água no domínio da irrigação de precisão e os testa em pilotos reais na Itália, na Espanha e no Brasil.
Água é vital para assegurar a segurança alimentar da população mundial e a agricultura é o maior consumidor, que pode chegar a 70% de toda a água doce disponível. Desperdícios de água são causados principalmente por vazamentos nos sistemas de distribuição e irrigação. A técnica mais comum, irrigação de superfície, desperdiça um alto percentual de água por irrigar áreas em locais onde as plantas não são beneficiadas. Irrigação localizada tem potencial de fazer um uso mais racional de água, por evitar tanto o uso excessivo (superirrigação) quanto insuficiente (subirrigação). Entretanto, numa tentativa de evitar a subirrigação, agricultores frequentemente fornecem mais água do que o necessário, resultando não apenas em perdas de produtividade, mas também água e energia são desperdiçadas.
Portanto, tecnologias devem ser desenvolvidas e testadas para realizar o sensoriamento do nível de água necessário para a plantação e para fornecer a água em lugares onde e quando for necessário. A introdução de IoT e de outras tecnologias na irrigação de precisão enfrenta alguns desafios. O primeiro deságio é o desenvolvimento de software para aplicações baseadas em IoT carece de automatização e demanda muito esforço de programação. O segundo desafio são as plataformas inteligentes são necessárias para automatizar parte do processo e integrar diferentes tecnologias e componentes para tratar da grande quantidade de requisitos. Terceiro, a integração de sensores heterogêneos, particularmente sensores voadores (drones) pode trazer maior precisão na irrigação. Quarto, o uso de plataformas de software juntamente com tecnologias como IoT, big data analytics, computação em nuvem, computação em névoa e drones para o desenvolvimento de aplicações piloto para gestão de água é algo ainda a ser testado em ambientes reais. Quinto, novos modelos de negócios para utilizar IoT na gestão inteligente de água são necessários. Por último, os componentes devem ser interoperáveis, flexíveis e adaptáveis para serem facilmente replicados para diferentes culturas, contextos, climas e países.
  
Atividade extra
Vídeo: Sobre o Swamp
Link : https://www.youtube.com/watch?v=FV7TMeQmOIY
01
Os requisitos não funcionais surgem por meio das necessidades dos usuários, como restrições de orçamento, políticas organizacionais ou mesmo por fatores externos, como regulamentos de segurança e legislações de privacidade. Dentre a classificação dos requisitos não funcionais estão os requisitos de produto, os quais:
1. especificam ou restringem o comportamento do software, incluindo requisitos de desempenho, especificações de rapidez de execução e requisitos de confiabilidade que estabelecem, por exemplo, a taxa aceitável de falhas.
2. são os requisitos gerais de sistemas derivados das políticas e procedimentos da organização do cliente e do desenvolvedor, como, por exemplo, os requisitos de processo operacional.
3. definem os requisitos do processo de desenvolvimento, como, por exemplo, a linguagem de programação, o ambiente de desenvolvimento ou normas do processo a serem usadas.
4. abrangem todos os requisitos que derivam de fatores externos ao sistema e seu processo de desenvolvimento.
5. incluem os requisitos legais, os quais devem ser seguidos para garantir que o sistema opere dentro da lei, e os requisitos éticos, os quais asseguram que o sistema será aceitável para seus usuários e o público geral.
Requisitos não-funcionais são os requisitos relacionados ao uso da aplicação em termos de desempenho, usabilidade, confiabilidade, segurança, disponibilidade, manutenção e tecnologias envolvidas. Estes requisitos dizem respeito a como as funcionalidades serão entregues ao usuário do software.
02
A gestão de requisitos é um conjunto de atividades que tem como principal objetivo ajudar a equipe de projeto a:
1. utilizar ferramentas de engenharia de software para modelar os requisitos do sistema, através da UML.
2. identificar, controlar e rastrear requisitos e modificações de requisitos em qualquer época, à medida que o projeto prossegue.
3. construir um modelo técnico refinado de funções, características e restrições do software.
4. negociar com os clientes os conflitos de prioridade de requisitos e identificar e analisar os riscos associados a cada requisito.
5. avaliar os requisitos quanto à qualidade, garantindo que ambiguidades, inconsistências, omissões e erros tenham sido detectados e corrigidos.
O processo de Gerenciamento de Requisitos corresponde ao conjunto de atividades que auxilia a equipe do projeto a identificar, controlar e rastrear os requisitos, bem como as alterações nos requisitos em muitos momentos do projeto. Em outras palavras, é o processo que gerencia mudanças nos requisitos de um sistema. Estas mudanças ocorrem conforme os clientes desenvolvem um melhor entendimento de suas reais necessidades.
03
Considere:
I. Para cada cliente deve ser aplicado um identificador único.
II. O tempo de resposta entre a requisição e a informação não pode exceder a 2 ms.
III. Clientes têm filiais que devem “carregar”, na base de dados, o identificador do cliente principal.
IV. O sistema não deve ferir as leis de proteção ambiental.
São requisitos não funcionais os que constam em:
1. I e II, apenas.
2. II e III, apenas.
3. II e IV, apenas.
4. I, III e IV, apenas.
5. I, II, III e IV.
Requisitos não-funcionais são os requisitos relacionados ao uso da aplicação em termos de desempenho, usabilidade, confiabilidade, segurança, disponibilidade, manutenção e tecnologias envolvidas. As considerações I e III são requisitos funcionais, pois dizem funcionalidades que o sistema deve ter, ou seja, refere-se à requisição de uma função que um software deverá atender/realizar.
01
Considerando a prototipação nos processos de engenharia de requisitos, assinale a afirmação FALSA.
1. O desenvolvimento rápido e iterativo do protótipo é essencial para que os custos sejam controlados e os stakeholders possam experimentá-lo no início do processo de desenvolvimento do software.
2. Um protótipo é usado para demonstrar conceitos, experimentar opções de projeto e descobrir mais sobre o problema e suas possíveis soluções.
3. Mesmo não conseguindo capturar requisitos relacionados com desempenho e eficiência, os protótipos têm um bom emprego na elicitação e na validação dos requisitos do sistema.
4. A adoção de práticas de qualidade no desenvolvimento do protótipo possibilita seu aproveitamento como parte do código do sistema final entregue ao cliente.
5. O protótipo permite ver problemas na ideiainicial do sistema antes de começar a desenvolver o código-fonte.
A prototipação é um processo que tem como objetivo facilitar o entendimento dos requisitos de uma aplicação. Além disso, ela permite apresentar conceitos e funcionalidades do software de modo simplificado. Com a prototipação, é possível propor uma solução adequada para o problema do cliente, aumentando sua percepção de valor. O usuário poderá avaliar como os recursos estarão distribuídos, a organização do layout e outros itens que impactam na experiência de uso. Sendo assim, não pode-se afirmar que a prototipação irá possibilitar o aproveitamento como parte do código do sistema final entregue ao cliente, pois nem sempre isto é verdadeiro.
02
A notação BPMN (Business Process Modeling Notation) emprega uma técnica de diagramação similar a qual diagrama da UML (Unified Modeling Language)?.
1. Classes
2. Casos de uso
3. Colaboração
4. Sequência
5. Atividades
No contexto da UML, o Diagrama de Atividades é um diagrama comportamental (que especifica o comportamento do software), e através dele podemos modelar partes do comportamento de um software. É o diagrama que mais se compara com a notação BPMN.
03
Na engenharia de requisitos trata-se de uma técnica de elicitação que ocorre em ambiente mais informal em que toda a ideia deve ser levada em consideração para a solução de um problema, sendo proibida a crítica a qualquer sugestão dada, e encorajada, inclusive, a criação de ideias que pareçam estranhas ou exóticas.
1. Prototipação
2. Entrevista
3. Questionário
4. Brainstorming
5. Análise de protocolos
O brainstorming é técnica que propõe que o grupo se reúna e utilize a diversidade de pensamentos e experiências para gerar soluções inovadoras, sugerindo qualquer pensamento ou ideia que vier à mente a respeito do tema tratado. Com isso, espera-se reunir o maior número possível de ideias, visões, propostas e possibilidades que levem a um denominador comum e eficaz para solucionar problemas e entraves que impedem um projeto de seguir adiante.
01
IoT está mudando a vida das pessoas para melhor pois:
1. Está trazendo maior praticidade a vida delas e permitindo que elas usem o tempo de outras formas mais produtivas.
2. IoT não permite que as pessoas integrem seus dispositivos móveis a coisas, logo ajuda as pessoas.
3. IoT é visto como um único sistema universal que controla tudo, inclusive as pessoas, logo está mudando a vida das pessoas para melhor.
4. IoT permite a conectividade entre objetos ou things, e isto ajuda apenas a melhora do uso dos objetos em si, não das pessoas.
5. IoT integra todos os objetos com um padrão único de comunicação, logo as pessoas não precisam mais usar os objetos.
As pessoas em geral usam a lei do mínimo esforço, logo com IoT há uma integração e conectividade de objetos, que permite que soluções atuem nas vidas das pessoas fazendo trabalhos repetitivos.
02
Sobre as 4 camadas de padrões de arquiteturas IoT, pode-se afirmar:
1. A camada de sensores é responsável por processar os dados e usar a inteligência artificial.
2. A camada de aplicação é responsável por coletar os dados dos sensores.
3. A camada de rede atua como um canal de comunicação para transferir dados coletados pelos sensores e outros dispositivos IoT para a camada de processamento de dados.
4. A camada de processamento de dados captura os dados diretamente dos sensores.
5. A camada de aplicação é a camada que entra os dados dos sensores.
A camada de rede atua como um canal de comunicação para transferir dados coletados pelos sensores e outros dispositivos IoT para a camada de processamento de dados. Ela é uma camada intermediária que faz a ligação entre o sensoriamento e o processamento dos dados.
03
É importante seguir um padrão de arquitetura de software, mais especificamente na IoT, pois:
1. Seguindo um padrão, facilita a manutenção da solução e permite que a solução cresça de uma forma mais estruturada.
2. Seguir um padrão de arquitetura não influencia em nada na solução IoT.
3. O padrão de arquitetura não serve para documentação ou especificação para outros desenvolvedores.
4. Existe apenas um padrão de arquitetura IoT e ele é imutável.
5. Um padrão de arquitetura IoT somente pode ser utilizado por empresas.
Um padrão de arquitetura é uma solução geral e reutilizável para um problema que ocorre com frequência em arquitetura de software dentro de um determinado contexto. Os padrões de arquitetura abordam vários problemas de engenharia de software, como limitações de desempenho de hardware de computador, alta disponibilidade e minimização de um risco de negócio. Alguns padrões arquiteturais foram implementados dentro de frameworks de software. Especificamente na IoT, o uso de padrões de arquiteturas permite maior flexibilidade e manutenção mais simples por outros desenvolvedores.
01
Requisitos, Arquitetura E Infraestrutura De IOT
1. Não há mais desafios na IoT
2. Os principais desafios da IoT estão relacionados a segurança e a heterogeneidade dos dispositivos (coisas)
3. A IoT ainda é um conceito que não é usado na indústria, logo não tem desafios ainda a serem resolvidos.
4. Os desafios de IoT estão apenas relacionados a compra de dispositivos (Things)
5. Ementa de disciplina
O principal desafio da IoT é como integrar diversos tipos de dispositivos (heterogeneidade) e segunda dos dados e física dos usuários.
02
Quais das aplicações abaixo não está ou pouca relação com IoT.
1. Geladeiras inteligentes: receber um aviso da sua geladeira dizendo que o leite está acabando ou que o queijo vai estragar.
2. Agricultura: Um dispositivo envia informações sobre a irrigação para um centro de dados e, depois, para um painel de controle acessível via internet para evitar perdas nas plantações.
3. Transporte público: usuários podem receber no smartphone ou ver nas telas instaladas nos pontos a localização exata de um ônibus.
4. Lâmpada inteligente: uma lâmpada que é controlada pelo usuário através de tablet ou smartphone, e pode ser programada para ser acesa ou apagada em qualquer horário, o que ajuda na economia de energia elétrica.
5. Sistema de controle de estoque básico: um sistema que gerencia o estoque físico de uma empresa.
Dentre todos os exemplos apresentados, o exemplo do controle de estoque apenas faz um cálculo de itens no estoque, mas não há muitas comunicações entre objetos.
03
As opções a seguir exemplificam aplicações da tecnologia conhecida como internet das coisas, a qual possibilita conectar objetos do nosso dia a dia à rede mundial de computadores, à exceção de uma. Assinale-a.
1. Tênis Inteligente
2. CD player portátil
3. Óculos Conectados
4. Refrigerador High Tech
5. Smart TV
Dentre todos os objetos citados nos exercícios, o CD player é o único que não possui conexão com os outros objetos da vida cotidiana.
01
Um microcontrolador pode ser definido como um computador em um único chip, pois nele está integrado CPU, memória de programa, memória de dados, interface de comunicação serial, entre outros.
A respeito de um microcontrolador, é correto afirmar que:
1. Possui uma capacidade de processamentos lógicos limitada
2. Possibilita uma grande variedade de modos de endereçamento de rede
3. Possui processamentos aritméticos complexos
4. Possibilita o gerenciamento de grande quantidade de memória
5. Permite tratamento de muitos formatos de dados
Microcontrolador é um tipo especial de circuito integrado, pois vem com a possibilidade de ser programado para desempenhar tarefas específicas. Alguns kits de desenvolvimento possuem diversos hardwares, para se usar com o microcontrolador, com display de LED, botões, luzes, acionador de motor, sensores e uma gigantesca infinidade. O microcontrolador possui baixo consumo de energia elétrica e possui hardware com pouca capacidade de processamento e armazenamento.
02
Sobre redes de sensores sem fio, pode-se afirmar:
1. São sensores que atuam apenas de forma autônoma.
2. Necessitam usar grandes quantidades de baterias para funcionar em poucos dias.
3. Não se comunicam entre si.
4. Redes de sensores sãoum conjunto de diferentes tipos de sensores configurados para atender uma necessidade de monitoramento de uma região específica. Podem ser utilizados sensores sônicos, infravermelho, termais, magnéticos para monitorar uma ampla variedades de fenômenos ou condições ambientais.
5. São sensores que apenas pertencem a uma rede criada por um usuário.
Cada nó da redes de sensores sem fio possui um suprimento limitado de energia, muitas vezes não recarregável, necessitando uma otimização no seu consumo para aumentar a vida útil da rede. Como os sensores via de regra estão muito próximos uns dos outros, uma comunicação com vários saltos utilizando transmissores menos potentes é mais eficiente comparada a topologias que fazem uma comunicação direta com os concentradores.
03
Dentre as aplicações abaixo, qual delas não é relacionada a redes de sensores sem fio.
1. Horário Escolar: Programação de um horário escolar através de papéis preenchidos pelos professores.
2. Aplicações Militares: redes de sensores sem fio podem ser uma parte integrante de comando militar, controle, comunicações, computação, inteligência, vigilância, reconhecimento e sistemas de mira. A rápida configuração, auto-organização e tolerância a falhas são características de redes de sensores que as tornam uma técnica de sensoriamento muito promissor para uso militar.
3. Detecção de incêndios florestais: Como a distribuição dos nodos de uma rede pode ser distribuída aleatoriamente no espaço e com uma autonomia de energia bastante elástica, uma rede pode ser instalada numa floresta afim de detectar focos de queimadas e disparar alarmes.
4. Aplicações Domésticas: Enquanto a tecnologia avança, nós sensores inteligentes e atuadores podem ser embarcados em aparelhos, tais como aspiradores de pó, fornos de micro-ondas, geladeiras e aparelhos de vídeo. Estes nodos sensores dentro dos dispositivos domésticos podem interagir com cada outro e com a rede externa através do Internet ou satélite.
5. Agricultura de precisão: O estabelecimento de Redes de Sensores Sem Fio em fazendas ou plantações, com o intuito de monitorar variáveis relacionadas ao manejo agrícola (como temperatura, pressão, umidade do solo e nível de radiação solar), buscando a otimizações da irrigação e um maior benefício da atividade agrícola.
Dentre as aplicações, a única que não precisa de redes de sensores sem fio é criar um horário escolar através de informações escritas em papéis.
01
Nas alternativas a seguir localiza-se vantagens e desvantagens da escolha da topologia estrela. Escolha a afirmação incorreta:
1. A codificação e adição de novos sensores é simples
2. Gerenciamento centralizado dos outros nodos.
3. Falha de um nodo afeta muito pouco o restante da rede
4. Uma falha no dispositivo central (mestre) paralisa a rede inteira
5. A topologia estrela é altamente recomendada para ambientes tolerantes a falha.
Como a topologia estrela possui um nodo mestre responsável por gerir os outros nodos, ela não é indicada para ambientes tolerantes a falha, pois com a falha do nodo mestre, a rede não funciona corretamente.
02
Nas alternativas a seguir localiza-se vantagens e desvantagens da escolha da topologia malha. Escolha a afirmação incorreta:
1. A codificação e adição de novos sensores é relativamente simples
2. Maior redundância e confiabilidade se comparada com a topologia estrela
3. Existem vários caminhos possíveis para a comunicação entre os nodos
4. Uma falha em um nodo paralisa a rede inteira
5. Elevado preço do equipamento de interligação dos nodos
Na topologia malha os nodos interligam-se entre si, ponto a ponto, assim, existem diversos caminhos para se chegar ao mesmo destino.
03
Dentre as características da Redes de Sensores Sem Fio, assinale a alternativa incorreta.
1. Apresentam topologia dinâmica, até mesmo a rede sem mobilidade dos nós sensores.
2. Restrição de Energia: muitas aplicações de Redes de Sensores Sem Fio são em áreas remotas de difícil acesso, tornando a substituição de baterias, principal fonte energética de uma Redes de Sensores Sem Fio.
3. Tolerância a falhas: Neste tipo de rede, as falhas não são exceções, e podem ocorrer das mais variadas formas, desde problemas técnicos até fatores ambientais.
4. Fluxo Unidirecional de Mensagens: O fluxo de informação na rede tende a ser direcionado ao nó sorvedouro, em razão da tecnologia de Redes de Sensores Sem Fio ter como objetivo padrão a disseminação dos dados para o ambiente externo.
5. Dependência de Aplicação: O projeto de Redes de Sensores Sem Fio é totalmente independente da aplicação na qual está inserida. O tipo de aplicação não influencia diretamente na solução proposta.
As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são altamente dependentes da aplicação, pois deve-se adaptar a RSSF para resolver o problema em questão.
01
Das alternativas abaixo sobre IaaS, selecione a incorreta:
1. A IaaS providencia toda a estrutura necessária para rodar uma aplicação virtual de alto desempenho
2. A infraestrutura como serviço fornece garantias muito acima da capacidade individual das organizações.
3. IaaS pode promover mais escalabilidade e otimização para uma empresa, pois permitem contratar serviços demanda que são mais competitivos do que a aquisição de plataformas individuais
4. Com a infraestrutura fornecida em cloud computing, não é possível lançar novos projetos e acompanhar a demanda na medida da necessidade, de forma prática e instantânea.
5. A flexibilidade é outro benefício da IaaS que aparece com a oportunidade de escolher pagar apenas pelo que for consumido
Com a infraestrutura fornecida em cloud computing, é extremamente possível lançar novos projetos e acompanhar a demanda na medida da necessidade, de forma prática e instantânea.
02
Das alternativas abaixo sobre PaaS, selecione a incorreta.
1. Com PaaS, as empresas não precisam adquirir licenças e conseguem reduzir os custos de sua operação.
2. Utiliznado PaaS, a empresa pode crescer, aumentar sua operação e produção sem ter um custo muito elevado em troca. A estrutura está pronta e disponível, bastando apenas ajustes que podem ser realizados rapidamente.
3. Ao contrário de outras plataformas mais tradicionais, não é necessário tanto conhecimento para determinadas ações. Isso acontece porque, no formato de serviço, muitas ferramentas já estão prontas e alguns componentes são pré-definidos, o que acaba automatizando o processo.
4. Com base na implementação de microsserviços, a segmentação contribui para gerar uma grande economia para o negócio, uma vez que reduz a necessidade de investimentos em ambientes e recursos que não são tão importantes assim para o negócio.
5. PaaS não estimula a automação de processos, integração dos serviços, entrega contínua e todos os principais conceitos de desenvolvimento avançado.
PaaS estimula de uma forma enorme a automação de processos, integração dos serviços, entrega contínua e todos os principais conceitos de desenvolvimento avançado
03
Das alternativas abaixo sobre SaaS, selecione a incorreta:
1. SaaS não permite você acessar os serviços a qualquer momento.
2. Por serem hospedados na nuvem de forma pública ou privada, o uso do SaaS permite a você reduzir sua infraestrutura ao máximo. Nada de servidores e mais servidores ocupando espaço, consumindo energia, demandando horas de manutenção e cuidados por parte de sua equipe de TI
3. Ao optar um serviço, você não precisa se preocupar tanto com a sua infraestrutura interna, manutenções periódicas e emergenciais, backups de seus dados e atualizações manuais de softwares ao usar o SaaS
4. Um dos princípios básicos do SaaS é o fato de ele ser acessível a qualquer hora, em qualquer lugar
5. Nada de se preocupar com versões de sistemas operacionais e requisitos mínimos das estações de trabalho para que as novas versões de seus softwares possam ser instaladas e funcionem corretamente
Um dos princípios básicos do SaaS é o fato de ele ser acessível a qualquer hora, em qualquer lugar. Através de um navegador e uma conexão com a internet, seus usuários têm acesso facilitado em qualquermomento, fazendo disso um diferencial importante que permite mais mobilidade, agilidade e praticidade para todos os colaboradores dentro e fora do ambiente empresarial.
01
O projeto IMPReSS foi:
1. Um projeto de pesquisa que tinha com principal objetivo criar uma plataforma que ajudasse a desenvolver aplicações para prédios inteligentes e IoT.
2. Um projeto de impressora 3D.
3. Um projeto de pesquisa para avaliar as impressões digitais.
4. Um projeto de pesquisa revolucionário de biometria.
5. Um projeto revolucionário de saúde proposto pela União Europeia.
O objetivo do IMPReSS, que é fornecer uma plataforma de desenvolvimento de softwares para possibilitar a geração rápida e de baixo custo de sistemas complexos, envolvendo Internet das Coisas (IoT).
02
O Swamp é:
1. Um projeto de pesquisa que trata do pântano brasileiro
2. Um projeto de pesquisa em conjunto com parceiros europeus para melhorar a irrigação utilizando IoT
3. Um projeto de pesquisa de resgate de animais.
4. Um projeto que visa melhorar a desigualdade no Brasil
5. Uma plataforma de ensino EAD.
IMPreSS é uma plataforma para o de tecnologias como IoT, big data analytics, computação em nuvem, computação em névoa e drones para o desenvolvimento de aplicações piloto para gestão de água é algo ainda a ser testado em ambientes reais. Quinto, novos modelos de negócios para utilizar IoT na gestão inteligente de água são necessários.
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Assinale a alternativa incorreta:
1. A agricultura de precisão pode ser considerada como algo que torna a prática agrícola mais controlada e precisa quando se trata de criação de gado e cultivo de cultura.
2. Os drones estão sendo usados na agricultura para melhorar várias práticas agrícolas. As formas como os drones terrestres e aéreos estão sendo usados na agricultura são a avaliação da saúde da lavoura, irrigação, monitoramento de culturas, pulverização de culturas, plantio e análise de solo e campo.
3. IoT não pode ser aplicada na agricultura ou em cenários de economia de energia.
4. Os proprietários de grandes fazendas podem utilizar aplicativos IoT sem fio para coletar dados sobre o local, o bem-estar e a saúde de seu gado. Esta informação ajuda-os a identificar os animais que estão doentes, para que possam ser separados do rebanho, prevenindo assim a propagação da doença.
5. A agricultura de estufa é uma metodologia que ajuda a aumentar o rendimento de vegetais, frutos, culturas etc. As estufas controlam os parâmetros ambientais através de intervenção manual ou de um mecanismo de controlo proporcional. Como a intervenção manual resulta em perda de produção, perda de energia e custo de mão-de-obra, esses métodos são menos eficazes.
Como contraponto desta afirmação, existem projetos como IMPReSS e Swamp.