Internet das coisas - aula 02

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IEC PUC Minas
Internet of Things
Professor Symonsen Acorroni
Começaremos em instantes
IEC PUC Minas
Internet of Things
Professor Symonsen Acorroni
IEC PUC Minas
Aula 01 Aula 02
Aula 03 Aula 04
• IoT e a 4IR
• IoT for business
• Perspectivas
• IoT como valor
• Exercício
•
• IoT de consumo
• IoT comercial/serviços
• IoT de infraestrutura
• IoT Industrial
•
• IoT & Big Data
• Redes 
• Cyber
•
• Apresentação de trabalhos/Palestra com especialista
•
Tipos de IoT
IoT Comercial IoT de Consumo
Consumo
IndustrialComercial
IoT
IoT Industrial IoT de Infraestrutura
• Gestão de frotas
• Saúde 4.0
• Seguradoras
• Gestão de ativos
• Agro 4.0
• Mineração 4.0
• Criar e monetizar valor
• Olhar a tecnologia sob a perspectiva de 
criação de valor para o cliente
• Produto IoT
• Casas inteligentes
• Smart Cities
• Carros autônomos
Automatização Supply Chain
Arquitetura
IoT de Consumo
• IoT de consumo tem como base a coleta de dados
•O desafio é transformar dados em informações de valor
•O produto IoT está mais próximo do consumidor
DEMANDA
Consumidores do Reino 
Unido comprarem 21,8 
milhões de dispositivos 
domésticos inteligentes, 
um aumento de 22% no 
volume em relação a 
2019.
PRODUTOS
21% dos consumidores 
acreditam que a pandemia os 
tornou mais propensos a 
comprar um produto de 
entretenimento inteligente, 
19% wearables, 18% 
iluminação inteligente e 
energia e 17% de segurança 
inteligente.
PERFIL 80% dos consumidores estão 
agora cientes da tecnologia 
smart home e fica atrás 
apenas dos pagamentos 
móveis na conscientização dos 
consumidores sobre uma 
cesta de tendências 
tecnológicas
Casas inteligentes O mercado global de casas inteligentes continua a crescer e pode crescer de US$ 78 bilhões este ano para US$ 182 bilhões até 2025 
Fonte: The state of the Connected Home 2021: a year like no other
https://express.adobe.com/page/LCRPh1X14fjDM/
Fonte: The state of the Connected Home 2021: a year like no other
https://express.adobe.com/page/LCRPh1X14fjDM/
Smart Cities
• Até 2025, poderemos ter a primeira 
cidade com mais de 50 mil pessoas e 
sem semáforos
• Cidades como Singapura e Barcelona já 
contam com novos serviços baseados 
em dados e iluminação inteligente
• A cidade de Santander, na Espanha, 
tem 20 mil sensores conectados é a 
cidade mais conectada da Europa
• Rede de longo alcance e baixa largura de 
banda (LPWAN) que pode fornecer dados 
gratuitos de baixa velocidade a qualquer 
dispositivo IoT
• Funciona com três tecnologias de rádio 
sem fio existentes – Bluetooth Low
Energy (BLE) para distâncias curtas, LoRa
para longo alcance e chaveamento de 
mudança de frequência usando 900MHz.
Amazon SideWalk
Privacidade dos dados
Aumento da eficiencia na
utilização de recursos
Risco de colapsoAumento da produtividade
Hacking
Mudança no mercado de trabalho
e competências
Maior complexidade e possível
perda de controle
Eficiência na logística
IoT Comercial
• IoT Comercial visa gerar valor aos serviços
•O desafio é ampliar a instrumentação aos serviços como 
gestão de frotas, saúde, logística, etc
•O produto IoT está ligado aos prestadores de serviços
Saúde 4.0 (HealthCare 4.0)
• Monitoramento contínuo de 
pacientes
• Identificação do Alzheimer através
de RA
• Leitos hospitalares inteligentes
IoT de Infraestrutura
Necessidade de velocidade
Acesso simultâneo.
Grande quantidade de dispositivos. 
Dispersão espacial dos dispositivos
Grande volume de informação
Tecnologia em
desenvolvimentoMaior capacidade
Dificuldade em alcançar velocidade
prometida:
Maior Velocidade (mínimo de 
100Mbps até 20Gbps);
Incompatibilidade de dispositivos
antigos;
Latência extremamente baixa
Alto custo
Confiabilidade extremamente alta
Nível 0
Nível 4
Nível 1
Nível 2
Nível 3
hardware, sensores, atuadores
ERP
Nível de Campo
Instrumentação, 
analisadores, 
aquisição de dados
Nível Monitoramento e 
Controle de Processos
Controles de: sistemas, energia
Nível de Operações de Planta
Monitoramentos de: performance, 
qualidade, segurança, gerenciamento de 
ativos, otimização de energia, cadeia de 
suprimentos
Nível Empresarial
Gestão da Planta:
Especialização em integração de sistemas, 
manutenção do ciclo de vida, segurança, 
implementação de projeto
MES, PIMS, 
LIMS
Gerenciamento Corporativo:
Capacidade combinada de consultas para gerenciamento 
de OT e IT
Supervisão:
Especialização em processo de sistemas 
de controles e segurança
SCADA, IHM/MHI, 
SCD/DCS
CLP/PLC
Controle de Processos:
Especialização em processo de 
sistemas de controles e 
segurança
Dispositivos de Campo:
Tecnologias de medições 
de alta confiabilidade
Protocolo:
TCP/IP
Protocolos:
TCP/IP, OPC, OPC UA, DCOM
Protocolos:
TCP/IP, OPC, DCOM, OPC UA, MQTT
Protocolos:
OPC, Modbus, ProfNet, ProfBus, 
FMS/DP
Protocolos:
AS-i, CAN, HART, Profbus, DP/PA
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Edge
Real time, supervisão, micro armazenamento
Fog
Analytics local, processamento local, maior armazenamento
Cloud
Analytics, processamento, data warehousing/data lake
IoT & Edge
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Edge
Real time, supervisão, micro armazenamento
Fog
Analytics local, processamento local, maior armazenamento
Cloud
Analytics, processamento, data warehousing/data lake
• Arquitetura de IoT onde os dados do cliente são processados no limite da 
rede (borda), ou o mais próximo possível da fonte de dados
• Dispositivos de edge são hardwares físicos presentes em locais remotos 
com memória, capacidade de processamento e recursos de computação 
suficientes para coletar e processar dados e realizar a execução com base 
neles quase em tempo real 
Edge Computing
Edge Computing
1. Processamento local
2. Automação e manutenção preditiva
3. Soluções para reduzir os custos de TI
4. Uso de dados de sites com largura de banda limitada
5. Características físicas únicas
5 recursos comuns de soluções em Edge Computing
https://www.g2.com/categories/iot-edge-platforms#grid
Principais fornecedores
• AWS Snowball
• AWS Greengrass
Gravio Edge Plataform
Azure IoT Edge
https://www.g2.com/categories/iot-edge-platforms#grid
Amazon Snowball • Serviço de transferência de dados em escala de 
petabytes criado em torno de um dispositivo seguro 
do tamanho de uma mala que move dados para 
dentro e para fora da Nuvem AWS com rapidez e 
eficiência. 
• Usadas para enviar terabytes ou petabytes de 
dados analíticos, dados de saúde e ciências 
biológicas, bibliotecas de vídeo, repositórios de 
imagens, backups e arquivos como parte do 
desligamento do data center, substituição de fita ou 
projetos de migração de aplicativos
Amazon Greengrass • Permite executar recursos locais de computação, 
mensagens, cache de dados, sincronização e 
inferência de ML para dispositivos conectados de 
forma segura.
• Consegue manter os dados do dispositivo 
sincronizados e se comunicar com outros 
dispositivos com segurança, mesmo quando não 
estão conectados à Internet
Gravio Edge IoT Plataform • Conecta sensores e visão computacional 
na borda. Depende de protocolos padrão 
como Zigbee, Bluetooth, TensorFlow, HTTP, 
MQTT ou ONVIF. O Gravio se distingue por 
rodar na borda, fornecendo seu próprio 
sistema de back-end
Azure IoT Edge
• Por meio do Azure Stack Edge, a Microsoft 
fornece um serviço gerenciado que leva a 
computação, a inteligência e o 
armazenamento do Azure para a borda.
• Possibilidade de analisar dados para obter 
insights acionáveis rápidos por meio de IA 
e ML aceleradas por hardware. 
IoT & Fog
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Edge
Real time, supervisão, micro armazenamento
Fog
Analytics local, processamento local, maior armazenamento
Cloud
Analytics, processamento, data warehousing/data lake
• Arquitetura descentralizada que coloca os componentes de 
armazenamento e processamentona borda da nuvem, onde existem 
fontes de dados, como usuários de aplicativos e sensores.
• Fog computing introduz uma camada entre os dispositivos de borda e a 
nuvem. Essa camada é feita de pequenos servidores que residem perto 
dos dispositivos de borda e não necessariamente no dispositivo em si. Os 
servidores são conectados entre si e centralizados em nuvem, 
possibilitando o fluxo inteligente de informações.
Fog Computing
Open Fog Consortium
“O OpenFog Consortium foi formado 
com base no princípio de que uma 
névoa aberta arquitetura de 
computação é necessária no mundo 
cada vez mais conectado de hoje. “
www.OpenFogConsortium.org 
•Usuário finalAplicações
•CriptografiaSecurity tools
•tratamento de dados e processamento de informaçõesProcessadores de informações
•Aloca e desaloca recursos para o fog nodeTratamento de dados
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•“Distribuição” dos dadosGerenciadores de recursos
• API´s para monitoramento de recursos Serviços de monitoramento
•Dispositivos, servidores e gatewaysFog Nodes
•Geradores de dados End devices
Componentes básicos de uma arquitetura Fog
Smart Houses
Smart Cities
Vigilancia por video
Saúde
Exemplos de uso
IoT & Cloud
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Edge
Real time, supervisão, micro armazenamento
Fog
Analytics local, processamento local, maior armazenamento
Cloud
Analytics, processamento, data warehousing/data lake
Suportar tamanho crescimento no tráfego 
de dados só é possível quando há 
investimento em estrutura, software e 
estratégias de segurança.
Motor Impulsionador
As possibilidades de utilização de 
dispositivos de IoT são vastas. Podemos 
implementá-los no campo, no chão de 
fábrica, nos meios de transportes, em 
casas, no sistema de trânsito, etc.
+ mobilidade e automação
Ao transferir o processamento e 
armazenamento para Cloud Computing, as 
possibilidades de uso dos dispositivos de 
IoT são muito maiores
Viabilidade
Cloud Computing e IoT trabalham 
perfeitamente em conjunto para evitar 
problemas de segurança. A transmissão de 
dados entre os dispositivos e a nuvem 
podem ser criptografadas para evitar 
roubo de dados.
Segurança
Cloud e IoT são inseparáveis
• Fácil conectividade com dispositivos eletrônicos, como 
sensores e RFIDs
• Você pode trabalhar remotamente assim que terminar a 
configuração
• Widgets pré-construídos para dashboards
• Aprendizado de máquina integrado
Prós
• Designs fáceis de páginas da web
• Dispositivos fáceis de gerenciar
• Soluções simples de conectividade
Pontos de atenção
• Difícil de usar com programas personalizados em C #
• Difícil para sistemas complexos.
• A limitação para instalar edge em uma plataforma 
personalizada.
• https://www.ptc.com/en/case-studies/caterpillar
• https://www.ptc.com/en/products/thingworx/
https://www.ptc.com/en/case-studies/caterpillar
https://www.ptc.com/en/products/thingworx/
• Fornece ampla integração com SAP, Salesforce, Oracle, 
WebSphere, etc.
• Oferece monitoramento de condições que monitora os 
principais parâmetros do dispositivo para detectar 
anomalias.
• O Azure IoT Solution Accelerator promete aumentar a 
eficiência dos dispositivos conectados de fábrica.
Prós
• Oferece serviços de terceiros
• Seguro e escalável
• Alta disponibilidade
Pontos de atenção
• Gerenciamento complexo
• Alto custo
• Sem suporte para bugs.
• https://azure.microsoft.com/pt-
br/solutions/industries/discrete-manufacturing/iot
• https://azure.microsoft.com/pt-br/solutions/iot/
https://azure.microsoft.com/pt-br/solutions/industries/discrete-manufacturing/iot
• Fornece maior armazenamento que outros concorrentes
• Reduz o custo de manutenção dos servidores
• Negócios por meio de dados de IoT totalmente protegidos 
• Eficiente e escalável
• Analytcis integrado para Big Data
Prós
• Input/Output de dados mais eficiente
• Menor tempo de acesso
• Fornece integração com outros serviços do Google
Pontos de atenção
• https://cloud.google.com/iot-core?hl=pt-br
• Google Cloud will shutter its IoT Core service next year | 
TechCrunch
https://cloud.google.com/iot-core?hl=pt-br
https://techcrunch.com/2022/08/17/google-cloud-will-shutter-its-iot-core-service-next-year/
• Gerenciamento de dispositivo
• Gateway seguro para dispositivos
• Autenticação e criptografia
• Device Shadow
Prós
• Boa integração com laaS.
• Preço caiu nos últimos seis anos
• Aberto e flexível
Pontos de atenção
• Três interrupções nos últimos 2 anos
• Não é seguro para hospedar aplicativos críticos
• https://aws.amazon.com/iot/solutions/industrial-
iot/?nc=sn&loc=3&dn=3.
https://aws.amazon.com/iot/solutions/industrial-iot/?nc=sn&loc=3&dn=3
Cloud Fog Edge
Latência Alta Média Baixa
Escalabilidade
Alta, fácil de realizar 
escalonamento
Escalabilidade na rede LAN Baixa
Distância Distante da camada edge
Nós situados próximos da camada 
edge
Situado na própria camada edge
Análise de dados
Menos tempo para processar 
dados, armazenamento 
permanente
Processamento em real-time, pode 
decidir se processa locamente ou 
carrega para cloud
Tempo real, decisão instantânea
Poder computacional Alto Limitado Limitado
Interoperabilidade Alta Alta Baixa
IoT Industrial
• Maior eficiência operacional através de manutenção preditiva e gerenciamento remoto
• O surgimento de uma economia de resultados, alimentada por softwares e serviços, inovações em hardware 
e o aumento da visibilidade dos produtos, processos, clientes e parceiros 
• Novos ecossistemas conectados, unindo-se em torno de plataformas de software que desfocar fronteiras 
tradicionais da indústria 
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Framework Acatech
Informatizaçao
Conectividade
Capacidade 
preditiva
1 2 3 54 6
V
al
o
r
V
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Digitização/Digitalização Indústria 4.0
“O que está acontecendo?”
Visibilidade
“Porquê está acontecendo?”
Entendimento
“O que irá acontecer?”
Preparado
“Como uma resposta autônoma pode ser alcançada?”
Otimizado
Visibilidade
Transparência
Adaptabilidade
Fonte: Industrial Internet of Things: Unleashing the Potential of Connected Products and Services
Fonte: 2023 Top 100 Industrial IoT Companies | IoT ONE Digital Transformation Advisors
https://www.iotone.com/iotone100
ABB Genix Suite
• Solução que combina coleta de dados, 
ferramentas de analytics, ML e IA
• Genix Datalyzer
• System Anomaly Detection
• Opportunity Loss Manager
• Intregrada com Azure IIoT
ABB Ability™ Genix Industrial Analytics and AI Suite
https://new.abb.com/process-automation/genix
GE Essentials Platform
• Integração com AWS
• Solução de ponta a ponta que combina 
conectividade, coleta, transformação de 
dados e 
• Adoção da ISO 27001 para o produto
• MES GE é líder do quadrante Gartner 2023 
Schneider EcoStruxture Plant
• Integrado com Azure IoT
• Cyber Risk integrado ao produto
• Produtos voltados para IoT em geral
PI System Basics (osisoft.com)
EcoStruxure: IoT – Internet of Things | Schneider Electric USA 
(se.com)
https://learning.osisoft.com/pi-system-basics
https://www.se.com/us/en/work/campaign/innovation/overview.jsp
Integração de IIoT e RFID
• Criação de sistemas inteligentes
• Utlização em IoT de consumo e IoT industrial
• Ratreamento apurado de objetos ou pessoas
• Manutenção otimizadaIIoT RFID
Suporta maioria das redes Tecnologia específica de radio (entre 3 e 30 Mhz)
Redes de curta, media e longa distancia Até 1 metro
Qualquer tipo de comunicação de dados Tags ou tokens de autenticaçao
Custo Elevado Custo baixo
Complexidade de implantação e gerenciamento Implantaçao gerenciamento mais simples
Transmissao de dados entre redes Transmissão unidirecional