Aula 1 INTERNET DAS COISAS

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AULA 1 
INTERNET DAS COISAS 
 Prof. Juliano de Mello Pedroso 
 
 
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TEMA 1 – INTRODUÇÃO AS REDES DE COMPUTADORES 
A definição de redes de computadores é uma das mais conhecidas do 
público em geral. Talvez pelo motivo de vivermos numa sociedade conectada, 
como colegas de trabalho, amigos, entre outros – ou seja, temos uma rede de 
contatos. Quando se fala em computadores, é da mesma forma, se estiverem 
conectados uns aos outros estão em rede. Na Figura 1, temos um esquema de 
alguns dispositivos conectados. 
Figura 1 – Dispositivos conectados 
 
Crédito: Dukes / Shutterstock. 
Nesse momento, troca-se a palavra computadores por dispositivos, pois 
atualmente existem vários dispositivos que também entram na rede. 
As principais funções de se colocar um dispositivo conectado em outro, ou 
seja, em rede, é o compartilhamento de hardware e software e a transmissão de 
arquivos (dados). Atualmente, a conexão com a internet é uma das mais 
importantes transmissões de arquivos ou informações usadas nas empresas em 
geral. 
Os tipos de redes são classificados de diversas maneiras. A primeira delas 
é quanto ao tamanha da abrangência da rede. A seguir, tem-se várias 
designações, que descrevem as redes quanto à abrangência: 
 LAN – É o acrônimo de Local Area Network, que significa rede local, ou 
seja, de pequena abrangência. 
 
 
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 CAN – Significa Campus Area Network; são redes restritas a um 
condômino, uma universidade, centro comercial etc. 
 MAN – A Metropolitan Area Network é uma rede que conecta redes locais 
a uma distância maior. Um exemplo a ser citado é a conexão de dois 
escritórios em dois municípios vizinhos. 
 WAN – A sigla significa Wide Area Network, que são redes de longas 
distâncias. Sendo bem maiores que a LAN e a MAN, interligam dispositivos 
em localidades bem longas, como países diferentes e até mesmo 
continentes. 
 PAN – A Personal Area Network é uma rede com limitação de distância, e 
tem crescido muito pois são os tipos de redes do bluetooth, por exemplo. 
 SAN – O acrônimo de Storage Area Network trata de uma rede que tem a 
principal função de armazenar dados e comunicação entre servidores. 
 VLAN – Significa Virtual LAN, que é uma subdivisão virtual de uma rede 
física. Mas existem diversas situações que é desnecessário ou a 
impossibilidade de se passar cabos, nesse caso usam-se redes Wireless 
ou redes sem fio. Quanto aos tipos de redes de computadores sem fio: 
o WLAN – Significa Wireless Local Area Network, que é um tipo de 
rede local que não utiliza cabos, somente tecnologias que usam 
ondas de rádio para transmitir dados ou se conectar a outros 
dispositivos. 
o WMAN – Wireless Metropolitan Area Network, redes metropolitanas 
interligadas por links sem fio. 
o WWAN – Wireless Wide Area Network, redes de grande distância 
interligadas por links sem fio. Na Figura 3 temos a visão área de uma 
antena que fornece o serviço de celular e internet sem fio para uma 
localidade. 
 
 
 
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Figura 2 – Rede local sem fio 
 
Crédito: Cacezy idea / Shutterstock. 
Figura 3 – Antena WWAN 
 
Crédito: Cristian ghisla / Shutterstock. 
 Toda essa sopa de letrinha vai ajudar a entender os termos e definições da 
internet das coisas, além de várias outras siglas outras estão por vir. Entretanto, 
é importante lembrar o quanto de benefício a rede de computadores traz para o 
ambiente produtivo. 
TEMA 2 – PERSPECTIVA HISTÓRICA 
 A Internet das Coisas (IOT – Internet of Things) cresceu através das 
melhorias em diversas áreas, como sistemas embarcados, TI e eletrônica. O 
cenário é de crescimento do uso da IOT no universo acadêmico e industrial, 
porque se tem a esperança de que as melhorias sejam expressivas. Considerada 
 
 
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uma extensão da internet atual, a IOT é usada para conectar objetos comuns, do 
dia a dia, com a internet. 
 Nesse ponto, deve-se citar que vários autores abordam o envelhecimento 
do termo redes de computadores, pois há diversos outros dispositivos que se 
interconectam com a rede, não fazendo mais sentido uma rede somente de 
computadores. Há uma grande gama de equipamentos que se conectam de 
alguma maneira à internet, como TVs, notebooks, smartphones e carros; a 
quantidade de dispositivos só aumenta. Na Figura 4, temos diversos exemplos 
desses dispositivos. 
Figura 4 – Dispositivos da rede 
 
Crédito: PureSolution / Shutterstock. 
 Esse tipo de conexão viabiliza o controle de forma remota a objetos sem 
conexão com a rede mundial ou a LAN. Inclusive, permite que esses objetos sejam 
acessados por provedores de serviço. 
 A IOT evidencia uma fatia crescente da tecnologia digital, se aproveitando 
de uma extensão da internet para melhorar a vida das pessoas, 
 O nome internet of Things apareceu em 1999. Nessa época, o termo era 
muito relacionado à tecnologia RFID (Identificação por rádio frequência). Na 
Figura 5, temos vários sensores (tags) dessa tecnologia. 
 
 
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Figura 5 – Dispositivos da rede 
 
Crédito: Cake 78 / Shutterstock. 
Na Figura 6, temos um exemplo de uso dessa tecnologia, com o pagamento 
de passagens em um transporte público. 
Figura 6 – Uso do RFID 
 
Crédito: DRogatnev / Shutterstock. 
 No ano de 2005, aumentou a procura por esse tipo de rede, crescendo o 
uso em automação residencial, comercial e dentro da indústria. Entre 2008 e 2010, 
o termo internet das coisas passou a ser usado em relação com o 
amadurecimento da tecnologia de redes de sensores sem fio (RSSF). 
 
 
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 A partir de 2012, foi declarada uma das redes mais promissoras, 
provisionado que em 10 anos seria visto um pico de utilização no mercado 
residencial, comercial e industrial, assim como no âmbito acadêmico. 
 Atualmente, diversos dispositivos têm a característica de se comunicar uns 
com os outros, conseguindo inclusive atuar em determinados eventos, provendo 
informações. São chamados de objetos inteligentes. 
TEMA 3 – TRANSFORMAÇÃO DIGITAL 
É cada vez mais difícil encontrar pessoas que passam o dia sem telefones 
celulares. No mundo, tem-se 7,4 bilhões de pessoas; esse número já foi 
ultrapassado pelos dispositivos inteligentes. Cresce a quantidade de pessoas que 
ficam conectadas à internet, inclusive com vários dispositivos diferentes durante 
o dia. Na Figura 7, temos um smartwatch e um smartphone, ou seja, um relógio 
inteligente e um telefone inteligente. São acessórios que nesse contexto fazem a 
aquisição de dados durante a prática de exercícios, dando subsídios para que os 
praticantes de esporte tenham informações valiosas para a melhoria de sua 
performance ou de sua saúde. 
Figura 7 – Dispositivos inteligentes 
 
Crédito: Redpixel.pl / Shutterstock. 
 Nesse momento, surge a pergunta: como é possível tanto dispositivos 
estarem conectados? Bem, as redes atuais tornam tudo isso possível: uma nova 
era de endereçamento promete englobar um número gigantesco de dispositivos 
inteligentes conectados à rede mundial. Imagine uma malha de interconexão que 
permite adicionar smartphones, sensores de tipos variados, dispositivos médicos 
ou de medição. 
 
 
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 Essa é a transformação digital que cresce diariamente, definida pela 
aplicação e pelo fornecimento de tecnologia para as empresas, para as pessoas 
evoluírem em termos de processos e produtos. 
 Tem-se a estimativa de que 3 milhões de dispositivos sejam conectados à 
internet de forma mensal. Na Internet das Coisas, o dispositivo físico básico deve 
conter pelo menos uma desses componentes: 
 Processador – é um componente eletrônico especializado. Esse 
componente pode ser comparado com o cérebro humano, pois no 
computador processa dados, resolve situações programadas e toma 
decisões; é um componente central de um dispositivo inteligente. Na Figura 
8, temos uma foto de um processador em uma placa de circuito impresso. 
 Memória – Nesse tipo de componente, são guardados informações ou 
dados necessáriospara o processamento. Por exemplo, se tivermos um 
sensor de temperatura que armazena o valor da temperatura mais alta no 
dia, ele guardará numa memória. 
 Interface de comunicação – Na interface de comunicação que é feita a 
transmissão de dados para o mundo externo. Existem vários tipos de 
tecnologia de comunicação, como bluetooth, Wi-Fi, 3G, ethernet, entre 
outros. 
 Sensores ou atuadores – Esses componentes são responsáveis por 
sensoriar e atuar no mundo real ou físico. Toma-se por exemplo a Figura 
9, que é um dispositivo de marcação de ponto eletrônico para o controle de 
horário de trabalho. Nesse caso, o sensoriamento é feito por uma leitora de 
digital, ou seja, a impressão digital que se tem nos dedos, assim que o leitor 
de digital faz a aquisição dos dados e compara com um banco de dados de 
funcionários. Se a impressão digital corresponder a uma que tenha no 
banco e seja relacionada com um profissional, é “batido o ponto”. Aqui, 
entra em cena o atuador, que pode registrar o ponto do funcionário em um 
banco de dados de horário, e também imprimir um recibo de marcação para 
o funcionário ter como forma de recibo. 
 
 
 
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Figura 8 – Processador em uma placa de circuito impresso 
 
Crédito: Blue Andy / Shutterstock. 
Figura 9 – Processador em uma placa de circuito impresso 
 
Crédito: K.Chuansakul / Shutterstock. 
 Quando o dispositivo tem algum desses componentes, é chamado de objeto 
inteligente (smart objects). 
TEMA 4 – TUDO CONECTADO 
A quantidade de dispositivos ligados na IOT é grande, como foi relatado 
nos tópicos anteriores, porém a pergunta de agora é o que pode ser ligado na 
IOT? Ainda não há limites; se o dispositivo tiver algum dos itens como 
processador, memória, interface de comunicação, sensores e atuadores, pode ser 
praticamente qualquer “coisa”. 
 
 
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Fica difícil limitar o uso da IOT, pois basta preparar qualquer dispositivo que 
se quiser conectar à internet com o hardware necessário. Se quiser que uma 
geladeira acesse a internet, adequa-se uma placa de circuito impresso com 
processador, memória e interface de rede, e se tem minimamente o acesso à 
internet; finalmente, instala-se os sensores ou atuadores que se desejar. Na 
verdade, só é preciso saber o quanto de hardware colocar no dispositivo que se 
quer controlar, e se vale a pena financeiramente. Aliás, esse é um ponto de 
extrema importância, pois, como pode-se implementar-se em quase tudo, é 
preciso analisar as vantagens de se colocar tal dispositivo na internet. Na Figura 
10, temos uma geladeira conceito inteligente, mostrando que há somente meio 
litro de leito dentro da geladeira. 
Figura 10 – Geladeira Inteligente 
 
Crédito: Andrey Suslov / Shutterstock. 
Os dispositivos podem ser chamados de endpoints, e normalmente utilizam 
o endereçamento IP para funcionar. Um dispositivo que cresce em quantidade de 
usuários é a câmera IP, que é um tipo de câmera de vídeo controlada ou acessada 
por rede local ou pela Internet. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 11 – Câmera IP 
 
Crédito: Casezy idea / Shutterstock. 
Com a vantagem de transmitir as imagens para internet, sendo vistas em 
um smartphone, esse tipo de câmera tem caído no gosto das pessoas que 
quererem monitorar empreendimentos, patrimônio, pessoas etc. Além do 
monitoramento, pode-se interligar um sistema de alarme e/ou aviso de 
autoridades, que podem ter acesso a essas imagens, aumentando a segurança. 
Na Figura 12, temos um sistema de alarme com câmeras e as imagens sendo 
transmitidas a um dispositivo – nesse caso, um tablet. 
Figura 12 – Sistema de segurança 
 
Crédito: Andrey_Popov / Shutterstock. 
Já no âmbito da saúde, existem diversos wearables (dispositivos 
tecnológicos que se usam como peças de vestuário) que se conectam com 
dispositivos móveis, que fazem a aquisição de dados para melhoria da saúde. 
 
 
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 Pessoas com doenças degenerativas que afetam as funções do cérebro 
podem instalar sensores que se conectam aos smartphones e coletam dados 
sobre tremores, insônia (com ajuda de sleep trackers), localização (se as pessoas 
vaguearem sem rumo), entre tantas outras funções. A coleta de dados e a 
atualização do prontuário fica muito mais dinâmica e efetiva. 
 Nos planos de saúde não é diferente: a coleta de dados ajuda a monitorar 
os clientes e nesse contexto premiar os que tiverem uma vida mais saudável e 
com maior quantidade de atividades físicas. 
TEMA 5 – BLOCOS BÁSICOS DA IOT 
 Pode-se dizer que a IOT é um combinado de tecnologias que têm como 
foco viabilizar a integração de dispositivos no mundo real para a realidade virtual. 
Esses dispositivos têm suporte de diversos aplicativos, que fazem a aquisição de 
informações úteis com o apoio de várias tecnologias, realizando de forma 
autônoma a comunicação mútua para a melhoria dos processos do dia a dia. A 
Figura 13 mostra os blocos da IOT. 
Figura 13 – Blocos básicos da IOT 
 
Fonte: Santos et al., 2019. 
 Sensores e Atuadores – sensores têm o papel de fazer a aquisição dos 
dados, podendo fazer a função de armazenar dados ou enviá-los para 
dispositivos que têm essa função, ou para uma cloud. As clouds são usadas 
 
 
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para armazenamento de dados em servidores remotos sob o domínio de 
uma empresa. São servidores que, além de armazenar e fazer a gestão de 
dados, podem fazer a execução de aplicativos e fornecer serviços ligados 
à internet. Já os atuadores são utilizados para a manipulação do ambiente 
ou para a reação a eventos programados. 
 Identificação – Esse bloco tem extrema importância, pois é essencial que 
os objetos inteligentes sejam identificados de um jeito único, para garantir 
a conectividade com a internet. Neste bloco, se escolhe qual tecnologia de 
identificação será usada. Existem diversas, como: RFID, NFC e o 
endereçamento IP. NFC é a sigla de Near Field Communication. Essa 
tecnologia não usa cabos, e troca informações somente aproximando os 
dois dispositivos. Na Figura 14, temos uma pessoa pagando sua conta com 
esse tipo de tecnologia 
 Comunicação – Neste bloco, são feitas as conexões entre os dispositivos, 
tais como WI-FI, bluetooth, IEEE 802.15.4, entre outros. Apresentam 
importância elevada, por conta de seu papel relevante no consumo de 
energia, item cíitico na IOT. 
 Computação – Neste bloco, é definida a tecnologia de processamento 
utilizada, como microcontroladores, processadores ou FPGAs (Field 
Programmable Gate Array, placas programáveis). Eles têm a função de 
executar, de forma local, os programas contidos no dispositivo IOT. Quanto 
mais poderio tiver este bloco, mais rapidamente serão executadas as 
funções, aspecto proporcional ao custo. 
 Serviços – a IOT consegue entregar vários tipos de serviços, como 
serviços de identificação, que fornecem o mapeamento de entidades 
físicas, como temperatura, ou coordenadas geográficas de um determinado 
objeto: 
o Serviços de agregação de dados – aquisição de dados. 
o Serviços de colaboração e inteligência – depois da aquisição dos 
dados os utilizam para a reação de eventos ou tomada de decisões. 
o Serviços ubíquos – serviços de colaboração e inteligência 
disponíveis a todo momento e em qualquer lugar. 
 Semântica – Trata-se da capacidade de retirar o conhecimento dos 
dispositivos IOT, ou seja, da utilização dos recursos técnicos dos 
 
 
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dispositivos. Para tanto, podem ser utilizadas técnicas como RDF 
(Resource Description Framework), OWL (Wen Ontology Language) e EXI 
(Efficient XML Interchange). 
Figura 14 – Tecnologia NFC 
 
Crédito: Rido / Shutterstock. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
COELHO, P. Internet das Coisas. Introdução Prática. FCA Editora de 
Informática, 2017. 
JUNIOR, S. L. S. IOT - Internet das coisas: Fundamentos e aplicações em 
Arduino e NodeMCU. São Paulo: Érica, 2018. 
OGLIARI, R. D. S. Internet Das Coisas Para Desenvolvedores. São Paulo: 
Novatec,2019. 
OLIVEIRA, S. D. Internet das Coisas com Esp8266, Arduino e Raspberry Pi. 
São Paulo: Novatec, 2017. 
SANTOS et al. Internet das Coisas: da Teoria à Prática. Disponível em: 
<https://homepages.dcc.ufmg.br/~mmvieira/cc/papers/internet-das-coisas.pdf>. 
Acesso em: 23 dez. 2019.