Aual 2 INTERNET DAS COISAS

Prévia do material em texto

AULA 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTERNET DAS COISAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Juliano de Mello Pedroso 
 
 
 
2 
TEMA 1 – ÁREAS DE IMPACTO DA IOT 
A IOT tem a promessa de incrementar a eficiência dos processos nas 
empresas. De acordo com o relatório “Internet das coisas: um plano de ação para 
o Brasil”, de 2017, executado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, a IOT vai 
impactar quatro setores produtivos até 2025: 
• Saúde: impacto entre US$ 5 bilhões e US$ 39 bilhões; 
• Indústria: impacto entre US$ 11 bilhões e US$ 45 bilhões; 
• Rural: impacto entre US$ 5 bilhões e US$ 21 bilhões; 
• Cidades: impacto entre US$ 13 bilhões e US$ 27 bilhões. 
Na Figura 1, temos uma loja de departamentos, em que a IOT pode ajudar 
de diversas formas. A primeira delas é o controle de estoque: se cada peça 
receber uma TAG com a tecnologia RFID, por exemplo, cada vez que chegar um 
produto para ser comprado no caixa, ele será descontado do estoque de forma 
automática. Além disso, a mesma TAG pode servir de proteção, pois se passar 
na porta de forma não autorizada os responsáveis pela loja também saberão. 
Figura 1 – Loja de departamentos 
 
Crédito: Larina Marina/Shutterstock. 
 Existem projetos que usam essas determinadas TAGs em conjunto com 
um aplicativo de celular para ajudar pessoas cegas a saber o tamanho da roupa, 
cores, modelos e preços. As TAGs RFID substituem o código de barra usado nas 
etiquetas dos produtos. 
No agronegócio, não é diferente: existe uma infinidade de oportunidades 
do uso da IOT. Na Figura 2, temos o esquema de um tablete acessando 
informações úteis do campo. 
 
 
3 
Figura 2 – Aquisição de dados no agronegócio 
 
Crédito: PanAek Photographer/Shutterstock. 
Existem sensores que podem analisar o PH da água que está sendo 
utilizada para irrigar, tudo em tempo real. Pode se ter o sensoriamento da 
temperatura em estufas em que as plantas exigem tal controle. A criação animal 
pode ser sensoriada por meio de TAGs que forneçam a localização geográfica, 
ou que monitorem o ambiente. 
Na habitação, também existe um sem número de melhorias que podem ser 
feitas por meio da IOT. Diversos condomínios já adotam procedimentos de 
segurança utilizando câmeras IP, assim como TAGs para acessar locais privativos 
nos condomínios, até mesmo substituindo as chaves nos apartamentos. Na Figura 
3, temos uma fechadura que é aberta por meio da aproximação de uma TAG 
RFID. Esse tipo de fechadura também controla os horários de entrada, quais 
pessoas entraram no ambiente e quanto tempo ficaram. A controladoria do prédio 
também pode instalar dispositivos inteligentes para controlar consumo de gás, 
energia elétrica e água dentro das instalações, identificando se há pontos de 
desperdício, para que seja possível tomar medidas de conscientização. 
Figura 3 – Acesso controlado por RFID 
 
Crédito: Chutima Chaochaiya/Shutterstock. 
 
 
4 
TEMA 2 – TUDO SE CONSEGUE PROGRAMAR 
A IOT tem crescido em atenção dos fabricantes e de profissionais da área 
de TI. Entretanto, ainda não está totalmente claro quais profissões serão criadas; 
o que se pode saber é que haverá uma nova variedade de cargos e serviços com 
o advento da IOT. 
Nesse contexto, é importante saber as definições e os conceitos que 
permeiam a IOT, muitos dos quais derivados de redes de computadores ou 
dispositivos, e da Tecnologia da Informação. 
Um dos conceitos mais básicos da programação em geral, e que foi trazido 
para a IOT, é o fluxograma, que é uma ilustração gráfica do processo que será 
utilizado no procedimento a ser programado. 
O fluxograma é utilizado em diversa áreas, como engenharia, programação 
de aplicativos e ciências. Trata-se de uma ferramenta poderosa, que pode ser 
usada em tantas outras atividades. 
O fluxograma mostra os estados possíveis, as tomadas de decisões e o 
que acontece quando se escolhe uma dessas decisões. Na Figura 4, temos um 
fluxograma de troca de uma lâmpada. 
Figura 4 – Fluxograma de troca de uma lâmpada 
 
 
 
 
5 
2.1 Sistema operacional, software de aplicativo e linguagens de 
programação 
 O sistema operacional é um software que faz uma interface entre o ser 
humano e o hardware a ser usado. Tem as funções de implementar, via software, 
os comandos a serem executados pelo hardware, por exemplo uma impressão. 
Existem diversos sistemas operacionais, tais como Windows, Linux, Apple 
OSX. Na Figura 5, temos um sistema operacional em uso. 
Figura 5 – Sistema operacional Windows 
 
Crédito: manaemedia/Shutterstock. 
Um software de aplicativo é um programa que faz alguma função útil ao 
usuário, ou até mesmo a outro software. Há uma infinidade de aplicativos, tanto 
de computadores quanto de dispositivos, tais como Word, Excel, Autocad, 
WhatsApp. Na Figura 6, temos um aplicativo para chamar táxi. 
Figura 6 – Táxi on-line 
 
Crédito: Jongsuk/Shutterstock. 
Um aplicativo é concebido em uma linguagem de programação; ou seja, 
para se fazer um programa tem de se construi-lo em uma linguagem de 
programação qualquer. Existem diversas linguagens de programação, como 
Python, C, C++, C#, Java, Assembler, entre muitas outras. Na Figura 7, temos 
uma tela de uma linguagem de programação. 
 
 
6 
Figura 7 – Linguagem de programação 
 
Crédito: Chenyang Lin/Shutterstock. 
O processo parte da escolha de uma linguagem de programação que tenha 
mais vantagens para implementar. Depois disso, é feito um fluxograma ou algum 
tipo de algoritmo, para que se possa dar início ao processo de concepção do 
aplicativo que quer se programar. 
Existem diversas linguagens de programação que podem ser usadas em 
IOT. Elas dependem muito do hardware que for escolhido, em linguagem C ou 
Python e diversas outras. 
Diversas linguagens compilam os programas junto com as instruções de 
linguagem de máquina. Por exemplo, a linguagem C++ usa esse processo, 
chamado de linguagem compilada. Já a linguagem de programação Python é 
interpretada: as instruções são interpretadas diretamente, sem passar pela fase 
de compilação. 
TEMA 3 – PROTOTIPAGEM DA IDEIA 
Fazer um protótipo é implica desenvolver um modelo rudimentar de um 
dispositivo ou sistema. Para se construir um protótipo na IOT, é importante ter as 
seguintes habilidades: projetista, elétrica, mecânicas e saber uma linguagem de 
programação. São diferenciais úteis conhecer o protocolo de rede TCP/IP 
(Transfer Control Protocol/ Internet Protocol) e ter alguma habilidade manual para 
construir um modelo funcional. 
Como a IOT é relativamente nova, agora é a hora de se desenvolver novos 
protótipos. A IOT envolve pessoas, procedimentos, informações e objetos; assim, 
quase não há limite de criação e incorporação. 
A primeira etapa de prototipação é a concepção da ideia. Depois de 
concebida a ideia, é a hora dos materiais físicos. É necessário ter habilidades 
 
 
7 
técnicas em trabalho manual, com diversos tipos de matérias, como madeira e 
metais. Inicialmente, pode haver um problema de gargalo no projeto, ou seja, 
atrasa-se a entrega do protótipo. Na Figura 8, temos uma montagem em madeira. 
Figura 8 – Prototipagem em madeira 
 
Crédito: rawf8/Shutterstock. 
Além de peças e ferramentas, é interessante procurar fabricantes que 
tenham know how para ajudar a conceber a ideia. Por exemplo, a Lego 
Mindstorms tem uma coleção voltada para a prototipagem de robôs didáticos e 
outros dispositivos que envolvem movimento e automação. Na Figura 9, temos 
uma criança utilizando um kit desse. 
Figura 9 – Prototipagem em madeira 
 
Crédito: AlesiaKan/Shutterstock. 
E uma das ferramentas atuais mais interessantes para a prototipação é a 
impressora 3D. Ela tem como objetivo a construção de objetos com base em um 
arquivo concebido em software 3D. Atualmente, possibilita uma infinidade de 
 
 
8 
aplicações. Na Figura 10, temos uma impressora 3D executando a impressão de 
umapeça. 
Figura 10 – Impressão 3D 
 
Crédito: asharkyu/Shutterstock. 
TEMA 4 – TUDO GERA DADOS 
Dados podem ser definidos por informações que são enviadas por todos os 
dispositivos ou softwares conectados à rede. Um celular pode gerar diversos tipos 
de dados tais como fotos, mensagens, áudio, vídeo, entre outros. Na Figura 11, 
temos uma pessoa sentada no parque acessando um site de compras online e 
escolhendo a cor de um sapato. 
Figura 11 – Compras online 
 
Crédito: Georgejmclittle/Shutterstock. 
 
 
9 
Nesse caso, são gerados diversos tipos de dados. Como há pagamento, 
pergunta-se o endereço de entrega. Isso acontece a todo momento. 
O número de sensores tem crescido de forma exponencial, em câmeras de 
segurança, automóveis inteligentes, medidores de temperatura e até mesmo no 
agronegócio. Por esse motivo, e vários outros, nasce o Big Data. O Big Data é um 
número elevado de informações, porém ainda não está definido o que é um 
grande volume de dados. Pode-se classificar uma empresa que tem um Big Data 
por algumas características: 
• Trabalhar com dados que exige aumento de armazenamento periódico; 
• As informações crescem em base exponencial ou numa velocidade muito 
grande; 
• Dados provenientes de diversas fontes. 
Por exemplo, um voo da Itália para Cingapura em um Airbus A380 pode 
gerar mais de um PetaByte de informações. 
Vamos a um exemplo prático na Figura 12, em que vemos uma plantação 
de laranjas. Imagine uma fazenda que colhe laranjas com sensores em cada 
árvore e uma câmera na máquina, que faz a colheita das frutas, enviando uma 
foto em close da laranja de dez em dez minutos. Os dados chegam a um 
fornecedor, que recebe os dados de 500 empresas. Esse fornecedor trabalha com 
Big Data? 
Figura 12 – Plantação de laranjas 
 
Crédito: KorArkaR/Shutterstock. 
 
 
10 
 A resposta é sim, pois: 
• recebe, em tempo real, uma quantidade grande de dados; 
• recebe dados de diferentes fontes. 
As empresas enfrentam desafios de armazenamento, pois se a quantidade 
de dados aumentar, a empresa deve arranjar formas de guardá-los. Por esse 
motivo, normalmente as empresas adquirem serviços de armazenamento de 
terceiros. Na maioria das vezes, o Big Data é armazenado em diversos 
servidores, quase sempre em Data Centers. Esses lugares fornecem segurança, 
acesso direto e caminhos redundantes de acesso. Existe também o conceito de 
armazenamento em nuvem. 
A nuvem é composta por grupos de servidores que, por meio da internet, 
fornecem locais remotos para o armazenamento de dados. Na Figura 13, temos 
a representação desse tipo de tecnologia, que é como se fosse uma nuvem. 
Figura 13 – Representação de nuvem 
 
Crédito: Billion Photos/Shutterstock. 
TEMA 5 – BATERIA 
A bateria é um componente que fornece energia para os dispositivos IOT. 
Sua função é crítica, porque, apesar da grande possibilidade de uso da Internet 
das coisas, por outro lado não é interessante trocar a bateria de sensor por sensor 
na IOT. Por exemplo, na Figura 14, temos um desenho de um carro elétrico sendo 
recarregado. 
 
 
11 
Figura 14 – Carro elétrico em recarga 
 
Crédito: Irina Strelnikova/Shutterstock. 
 Mesmo sendo um carro elétrico, que pode ser recarregado, se aumentamos 
a quantidade de sensores inteligentes, precisaremos de cada vez mais energia da 
autonomia do carro. 
Além de conceber novas e melhores baterias, os fabricantes devem tomar 
cuidado com o descarte. Como pode ser visto na Figura 15, existem diversos tipos 
de baterias. Utilizar materiais que não agridam o meio ambiente é quase que uma 
palavra de ordem. 
Figura 15 – Diversas baterias 
 
Crédito: VectorShow/Shutterstock. 
 
 
12 
Nesse contexto, existem diversos projetos que usam IOT para retirar 
energia do ambiente ao seu redor. Por exemplo, diversos sensores utilizam a luz 
solar para ativar os seus circuitos e as suas comunicações. Em paralelo, 
fabricantes desenvolvem circuitos cada vez menores e mais eficientes 
energeticamente. 
Outra tendência é o uso do grafeno, que é um arranjo de carbono do tipo 
cristalino, similar ao grafite. Pode ser usado como semicondutor de energia e está 
sendo preparado para ser usado em baterias de smartphones. 
Na Figura 16, temos a estrutura do grafeno em um desenho esquemático, 
por meio de uma ilustração 3D. 
Figura 16 – Estrutura do grafeno 
 
Crédito: Rost9/Shutterstock. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
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.