Desenvolvimento de Aplicações IoT

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DESENVOLVIMENTO DE 
APLICAÇÕES IOT 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prezado(a) aluno(a), 
 
A computação móvel e ubíqua revolucionou a interação com o mundo 
digital, proporcionando acesso contínuo a informações e serviços. Esses 
paradigmas proporcionam uma experiência contínua e integrada, 
independentemente da localização física, criando novas oportunidades e 
desafios. 
Nesta aula será proporcionada uma compreensão abrangente dos 
conceitos e características fundamentais da computação móvel e ubíqua, 
destacando sua relevância e impacto no mundo moderno. 
 
 
 
Bons estudos! 
 
AULA 1 – 
COMPUTAÇÃO MÓVEL E 
UBÍQUA: CONCEITOS E 
PRINCIPAIS 
CARACTERÍSTICAS 
 
 
1 COMPUTAÇÃO MÓVEL E UBÍQUA: CONCEITOS E PRINCIPAIS 
CARACTERÍSTICAS 
A computação móvel e ubíqua são paradigmas tecnológicos que têm 
transformado profundamente a maneira como se interage com o mundo digital. Com 
o avanço dos dispositivos móveis, como smartphones e tablets, e a crescente 
integração de tecnologias de comunicação sem fio, essas formas de computação 
tornaram-se onipresentes, permitindo acesso contínuo e em qualquer lugar a 
informações e serviços (LOPES, 2017). 
A computação móvel refere-se ao uso de dispositivos portáteis que podem ser 
facilmente transportados e utilizados em movimento. Esses dispositivos, equipados 
com capacidades de processamento, armazenamento e conectividade, possibilitam 
uma vasta gama de aplicações, desde a comunicação pessoal até o gerenciamento 
de negócios. As principais características da computação móvel incluem: 
 
➢ Portabilidade: Dispositivos leves e compactos que podem ser transportados 
facilmente. 
➢ Conectividade Sem Fio: Uso de tecnologias como Wi-Fi, Bluetooth e redes 
celulares (3G, 4G, 5G) para acesso à internet e comunicação entre dispositivos. 
➢ Interatividade: Interfaces de usuário amigáveis e interativas, muitas vezes 
utilizando telas sensíveis ao toque. 
➢ Energia: Dependência de baterias recarregáveis, o que impõe limitações de 
uso contínuo e requer eficiência energética. 
➢ Personalização: Capacidade de personalizar aplicativos e configurações de 
acordo com as necessidades e preferências do usuário. 
 
A computação ubíqua, também conhecida como computação pervasiva, vai 
além da mobilidade e busca integrar a tecnologia de forma invisível e contínua no 
ambiente cotidiano. A ideia é que a computação esteja presente em todos os lugares, 
funcionando de maneira transparente para o usuário. As principais características da 
computação ubíqua incluem: 
 
 
 
➢ Onipresença: Dispositivos e sensores estão integrados em diversos objetos 
do dia a dia, como eletrodomésticos, veículos e vestuário. 
➢ Transparência: A tecnologia opera em segundo plano, permitindo que os 
usuários interajam com sistemas computacionais de maneira natural e intuitiva. 
➢ Contexto-Awareness: Sistemas que podem detectar e reagir ao contexto do 
usuário, como localização, hora do dia e atividades em andamento. 
➢ Interconectividade: Dispositivos interconectados através de redes, formando 
uma rede de objetos inteligentes que comunicam e colaboram entre si. 
➢ Adaptação: Capacidade de se adaptar automaticamente às necessidades e 
preferências do usuário, muitas vezes utilizando técnicas de inteligência 
artificial e aprendizado de máquina. 
 
A combinação desses paradigmas resulta em um ecossistema tecnológico que 
oferece uma experiência de usuário contínua e integrada, permitindo que as pessoas 
acessem informações e realizem tarefas de maneira mais eficiente e conveniente, 
independentemente de sua localização física. Este cenário abre novas oportunidades 
e desafios, tanto para o desenvolvimento de tecnologias quanto para a sua 
regulamentação e segurança. 
A evolução dos recursos computacionais na sociedade tem sido notável desde 
a invenção do computador. Atualmente, a tecnologia está tão integrada ao cotidiano 
que é difícil encontrar áreas que não façam uso de algum recurso computacional 
(LOPES, 2017). 
Neste contexto, a Computação Ubíqua, também conhecida como UbiComp, 
surge como uma tecnologia que permeia de forma imperceptível e onipresente na vida 
cotidiana. Isso significa que o acesso ao ambiente computacional é possível em 
qualquer lugar, momento e por meio de qualquer dispositivo, como objetos equipados 
com sensores, que podem variar de relógios a utensílios domésticos e até partes do 
corpo humano (WEISER, 1991). 
Já é comum encontrar dispositivos ubíquos no dia a dia das pessoas, como 
carros que estacionam autonomamente, óculos com acesso à internet, aspiradores 
de pó robóticos e smartphones, entre outros. No entanto, o desenvolvimento da 
computação ubíqua enfrenta desafios significativos, especialmente no Brasil, onde há 
 
 
necessidade de investimentos em infraestrutura e segurança (SBC, 2006; BRASIL, 
2017). 
Atualmente, a Computação Ubíqua é uma das áreas tecnológicas mais 
estudadas, baseando-se em princípios como diversidade, descentralização, 
conectividade e onipresença. Essas características influenciam positivamente as 
atividades diárias das pessoas, otimizando tarefas de forma quase transparente para 
o usuário (LOUREIRO, 2011; WARKEN, 2010). 
Apesar dos avanços tecnológicos e da diversidade de dispositivos criados, a 
Computação Ubíqua ainda enfrenta desafios consideráveis, como o desenvolvimento 
de softwares confiáveis, seguros e de qualidade, que promovam uma interação eficaz 
entre humanos e computadores (ARAÚJO, 2003; LOUREIRO, 2009; KOSCIANSKI, 
2007). 
A Computação Ubíqua foi um dos grandes desafios identificados no seminário 
"Grandes Desafios de Pesquisa em Computação no Brasil", organizado pela SBC 
(Sociedade Brasileira de Computação) em São Paulo, realizado nos dias 8 e 9 de 
maio de 2006. O objetivo do seminário era orientar a pesquisa em computação para 
os próximos dez anos (2006-2016), reconhecendo barreiras tecnológicas, 
educacionais, culturais, sociais e econômicas que dificultam o acesso, a comunicação 
e a interação das pessoas com dispositivos computacionais. Estes desafios requerem 
a concepção de sistemas, ferramentas, modelos, métodos, procedimentos e teorias 
para promover o acesso ao conhecimento de forma eficaz (SBC, 2006). 
Em 2016, iniciou-se uma Consulta Pública para o Plano Nacional de Internet 
das Coisas - IoT, visando identificar os principais temas para a implementação dessa 
tecnologia no Brasil. A pesquisa teve como objetivo obter revelações dos diversos 
agentes envolvidos para construir um diagnóstico abrangente dos desafios e 
oportunidades da IoT no país (BRASIL, 2016). 
Este estudo busca compreender os desafios e limitações da Computação 
Ubíqua através da análise de princípios delineados por WEISER (1991), avaliando 
tanto as concepções teóricas quanto as práticas através de entrevistas com 
especialistas da área. 
 
 
1.1 Computação Móvel 
Segundo Araújo (2003), Computação Móvel refere-se à capacidade de 
transportar serviços computacionais através de dispositivos e utilizá-los em qualquer 
lugar. Loureiro (2009) concorda com essa visão, destacando o crescimento dessa 
área e sua capacidade de fornecer acesso instantâneo a informações conforme as 
necessidades do usuário. Para isso, são desenvolvidas aplicações context-aware, 
adaptáveis a perfis dinâmicos que variam de acordo com mudanças no ambiente, 
dispositivo, infraestrutura e interesse. 
Benyon (2011) descreve a Computação Móvel como a área de maior expansão 
no design de sistemas interativos, abrangendo uma variedade de dispositivos 
computacionais como laptops, palmtops, celulares, assistentes digitais pessoais e 
leitores de e-books, além de tecnologias como computação tangível e vestível. 
Costa; et al. (2011) veem a Computação Móvel como o ápice da evolução da 
computação, impulsionada pelo avanço das redes sem fio e dispositivos portáteis. 
Elesdestacam a capacidade desses dispositivos de permitir o acesso universal à 
informação, independentemente da localização física ou mobilidade do usuário. A 
sensibilidade à localização é uma das vantagens, permitindo que os dispositivos 
identifiquem precisamente a posição física do usuário. 
1.2 Computação Pervasiva 
Segundo Araújo (2003), Computação Pervasiva ocorre quando o computador 
é integrado ao ambiente de forma transparente para o usuário. Nesse contexto, o 
computador coleta informações do ambiente para criar modelos computacionais que 
ajustam e configuram automaticamente para atender às necessidades do dispositivo 
e do usuário. Além disso, é importante que o sistema possa identificar outros 
dispositivos no ambiente que possam contribuir para a aplicação, permitindo assim 
uma resposta inteligente às condições contextuais. 
Silva; et al. (2015) corroboram essa definição, destacando que a computação 
pervasiva opera de maneira invisível aos usuários, mas está presente e interage com 
o ambiente de forma significativa. Enquanto isso, Kahl; Floriano (2011) afirmam que a 
computação pervasiva pode ser percebida ou imperceptível para os humanos, 
dependendo do contexto e da implementação específica. 
 
 
1.3 Computação Ubíqua 
O conceito de computação ubíqua, também conhecido como UbiComp 
(Ubiquitous Computing), foi introduzido pelo pesquisador Mark Weiser em 1991, 
descrevendo uma tecnologia que se torna tão presente no cotidiano que se torna 
praticamente invisível aos usuários. Segundo Weiser (1991), computadores estariam 
incorporados em objetos comuns como canetas, etiquetas de roupas, xícaras de café 
e interruptores de luz, permitindo uma convivência constante com a tecnologia, não 
apenas interação. 
A capacidade da computação ubíqua de se adaptar a diferentes tamanhos e 
formatos a torna aplicável em diversas áreas. Friedewald; Raabe (2010) acreditam 
que, a longo prazo, essa tecnologia irá permeiar todos os aspectos da vida, 
melhorando o conforto doméstico, aumentando a eficiência energética, melhorando a 
segurança viária com veículos inteligentes, oferecendo sistemas adaptativos de 
assistência pessoal para aumentar a produtividade e até mesmo revolucionando a 
medicina com sensores implantáveis e microcomputadores para monitoramento da 
saúde. 
A computação ubíqua compartilha alguns conceitos com a computação 
pervasiva e a computação móvel. Benyon (2011) argumenta que a computação 
pervasiva é essencialmente sinônima da computação ubíqua, prevendo um futuro em 
que as tecnologias de computação e comunicação se integram completamente ao 
ambiente físico. Araújo (2003), por outro lado, distingue esses conceitos, afirmando 
que a computação ubíqua combina a mobilidade em larga escala com a 
funcionalidade da computação pervasiva, integrando tecnologias pervasivas ao 
cotidiano. 
Friedewald; Raabe (2010) comparam a computação ubíqua com termos como 
Computação Pervasiva, Ambiente Inteligente e Internet das Coisas, observando que, 
embora haja distinções acadêmicas entre esses conceitos, na prática, todos visam 
melhorar a vida das pessoas através da otimização contínua e avanços econômicos, 
utilizando microprocessadores e sensores integrados ao ambiente. 
Segundo Lacerda (2015), Computação Ubíqua refere-se à prática de integrar 
processamento de informações e comunicação em rede nos ambientes cotidianos, 
visando fornecer continuamente serviços, informações e comunicação. A autora 
relaciona Computação Pervasiva à prevalência dessa tecnologia digital no ambiente, 
 
 
enquanto a Internet das Coisas sugere a interconexão de objetos físicos digitalmente 
identificáveis. 
Para ser considerada ubíqua, Friedewald; Raabe (2010) indicam que uma 
tecnologia deve possuir características como descentralização ou modularidade dos 
sistemas e redes globais, integração de hardware e software em objetos de uso diário, 
suporte móvel contínuo ao usuário, sensibilidade ao contexto e adaptação em tempo 
real às necessidades, além do reconhecimento e execução autônoma de tarefas 
repetitivas. 
Silva; et al. (2015) argumentam que a Computação Ubíqua não oferece todos 
os benefícios por si só, dependendo da interação com a Computação Pervasiva e 
Móvel para alcançar eficiência total. Araújo (2003) reitera essa perspectiva ao 
destacar os avanços tecnológicos proporcionados por ambos os conceitos. A Figura 
1 ilustra essa interação de forma visual. 
 
Figura 1 - Fusão das tecnologias 
 
Fonte: Araujo (2003) 
 
Diante do cenário apresentado, Araújo (2003) exemplifica a integração dessas 
três tecnologias que enriquecem a Computação Ubíqua com suas principais 
características: descentralização, diversidade e conectividade. 
A descentralização na UbiComp envolve a utilização de diversos dispositivos 
diferentes que colaboram entre si para executar tarefas específicas, contribuindo para 
a inteligência do ambiente. Esses dispositivos formam um sistema distribuído através 
de uma rede dinâmica, que requer sincronização e atualização conforme o contexto 
em que estão inseridos. 
 
 
A diversidade refere-se à capacidade dos dispositivos ubíquos de oferecer 
funções computacionais adaptáveis e móveis, ao contrário dos computadores 
pessoais tradicionais que não são práticos em movimento. A Computação Ubíqua 
reconhece as necessidades individuais dos usuários em diferentes locais, permitindo 
a criação de dispositivos específicos para atender a diferentes requisitos e limitações, 
como empresários em constante viagem ou idosos com necessidades específicas em 
casa. 
Em relação à conectividade na Computação Ubíqua, os dispositivos e as 
aplicações que operam neles acompanham o usuário, exigindo uma conectividade 
sem fronteiras, transparente e adaptável a redes heterogêneas, garantindo acesso 
contínuo e ininterrupto. 
A evolução da Computação Móvel e Ubíqua tem transformado 
significativamente o cenário tecnológico e social contemporâneo. Estas tecnologias, 
que incorporam dispositivos computacionais de forma integrada ao ambiente e ao 
cotidiano das pessoas, oferecem uma vasta gama de benefícios e desafios que 
moldam o dia a dia. 
Através da Computação Móvel, os usuários têm acesso a serviços e 
informações de maneira flexível e móvel, adaptando-se às necessidades dinâmicas 
de um mundo cada vez mais conectado. Por outro lado, a Computação Ubíqua vai 
além, integrando-se de forma imperceptível ao ambiente físico, possibilitando 
interações mais naturais e transparentes com a tecnologia. 
A convergência dessas tecnologias traz consigo a descentralização, 
diversidade e conectividade essenciais para o desenvolvimento de ambientes 
inteligentes e adaptativos. A descentralização permite a criação de sistemas 
distribuídos que colaboram de forma dinâmica, enquanto a diversidade possibilita a 
personalização das soluções tecnológicas conforme as necessidades individuais dos 
usuários. Já a conectividade sem fronteiras garante acesso contínuo e ininterrupto às 
redes, essencial para uma experiência integrada e eficiente. 
No entanto, apesar dos avanços significativos, a Computação Móvel e Ubíqua 
ainda enfrenta desafios importantes, como questões de segurança, privacidade e 
acessibilidade, especialmente em contextos menos favorecidos tecnologicamente. A 
superação desses desafios exigirá contínuo investimento em pesquisa, 
 
 
desenvolvimento de novas tecnologias e políticas que promovam um uso ético e 
inclusivo dessas inovações. 
Assim, fica claro que a Computação Móvel e Ubíqua não apenas revolucionam 
a maneira como se interage com a tecnologia, mas também têm o potencial de 
redefinir as possibilidades e limites da computação no século XXI, promovendo um 
futuro mais conectado, inteligente e acessível para todos. No próximo módulo será 
retratada a internet das coisas e smart spaces. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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