Tecnologia de Informaçãó e Comunicação Texto 5

Prévia do material em texto

Tecnologia da 
Informação e 
Comunicação
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Alberto Messias
Revisão Textual:
Prof. Me. Luciano Vieira Francisco
Conceitos sobre a Tecnologia de Internet das Coisas
• Conceitos Iniciais sobre Internet das Coisas;
• Exemplificando uma Aplicação de IoT em Ambiente Residencial.
 · Compreender as definições sobre internet das coisas – Internet of 
Things (IoT) –, como serão os ambientes inteligentes, quais tecnolo-
gias são habilitadoras para IoT;
 · Ilustrar algumas áreas de aplicações para IoT;
 · Discutir como esse conceito pode ser aplicado aos novos negócios e 
como impactará no cotidiano humano.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Conceitos sobre a Tecnologia
de Internet das Coisas
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você 
também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão 
sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Conceitos sobre a Tecnologia de Internet das Coisas
Conceitos Iniciais sobre Internet das Coisas
Weiser (1999) menciona que as tecnologias mais profundas são aquelas que 
desaparecem. Lyytinen e Yoo (2002) discutem que o próximo passo da compu-
tação é tornar o computador embutido nas ações naturais e interações humanas. 
A essência da computação pervasiva reside na criação de ambientes saturados 
de computação e capacidade de comunicação que se integrem à vida humana 
(SATYANARAYANAN, 2001).
Em abordagens preliminares, observa-se que deverão existir centenas de disposi-
tivos por pessoa, por ambientes, de todas as escalas, conectados às redes sem fio, 
tornando a computação onipresente; além da evolução das interfaces com os seres 
humanos, as quais deverão ser mais transparentes e simples (WEISER, 1999).
Tal revolução não influenciará somente na quantidade de informações, mas tam-
bém em sua qualidade. Inúmeros e pequenos processadores embutidos em diversos 
objetos estarão integrados no dia a dia. Weiser (1999) afirma que a tecnologia é 
somente um meio para o propósito, ou seja, uma ferramenta. Nesse momento se 
define o termo computação ubíqua, em uma forma mais acadêmica e idealista; ao 
passo que o sentido de computação pervasiva aparece como uma tecnologia ao 
processamento onipresente, sendo estabelecida pela indústria (MATTERN; ZURICH, 
2005) – embora tais termos possam ser encarados como sinônimos.
A internet das coisas – Internet of Things (IoT) – é definida como uma infra-
estrutura de rede global, que interconecta fisicamente e virtualmente objetos com 
o objetivo de explorar dados capturados e as suas capacidades de comunicação. 
Trata-se de infraestrutura que contempla e envolve a internet e as redes de comu-
nicação, necessitando de identificação única de objetos, sensores e capacidade de 
conexão como as suas bases para o desenvolvimento independente de serviços e 
aplicações. É caracterizada pelo alto grau de captura autônoma de dados, transfe-
rência de eventos de rede, conectividade e interoperabilidade (CASAGRAS, 2009).
A Figura 1 ilustra a interação existente em qualquer implementação para IoT, 
incluindo a interação entre as redes de comunicação e os mundos físico e virtual, 
representados pela internet (CASAGRAS, 2009):
Internet
Redes e
Aplicações
Mundo
Físico
Figura 1 – Interação entre as redes de comunicação e os mundos físico e virtual
8
9
O que são coisas no Contexto de IoT?
A aplicação do termo coisas inclui substâncias e produtos que são as bases da sobre-
vivência humana e que existem em grandes quantidades e de diferentes tipos. Contu-
do, tal concepção vai de encontro à definição de computação pervasiva, já formulada.
Nesse sentido, segue a Figura que ilustra os diversos tipos de dispositivos ou 
coisas que comporão o mundo virtual:
Figura 2
Fonte: gamalux.org
Quais são os tipos de Dispositivos para IoT?
IoT refere-se à próxima geração de internet (BAHGA; MADISETTI, 2014), a qual 
possuirá trilhões de nós, os quais representados por pequenos dispositivos ubíquos 
ou embutidos nos diversos ambientes, dotados de sensores e interconectados a 
servidores web, supercomputadores ou clusters. Tecnologias como as redes de 
sensores, a identificação única de objetos, comunicação móvel, localização em 
tempo real, computação ubíqua e o protocolo IPv6 integram a nova infraestrutura 
de computação e comunicação.
As casas do futuro explorarão enormemente o paradigma de computação 
pervasiva e internet das coisas. Controlarão aquecimento, luzes, compras, aparelhos 
ou até mesmo o ato de cozinhar. Assim, torna-se importante que tais aplicações 
possuam (INTILLE, 2002):
• Heterogeneidade e distribuição dos dispositivos;
• Dinamismo do ambiente;
• Escalabilidade, autoadaptação e simplicidade;
• Segurança – sendo papel fundamental nos ambientes pervasivos;
• Interfaces intuitivas e naturais;
• Confidencialidade e integridade de ambientes ou dados das aplicações.
9
UNIDADE Conceitos sobre a Tecnologia de Internet das Coisas
Figura 3 – Modelo inclusivo para IoT
Fonte: Adaptada de Souza, 2015
A Figura 3 representa o processo de captura e processamento de dados em IoT, 
este que ocorre da seguinte maneira: os dados gerados pelos objetos físicos são lidos 
pelo dispositivo interrogador, igualmente designado como gateway; tais dados são 
enviados ao sistema de gerenciamento de informação, a partir do qual – e usando 
a internet ou outras tecnologias de rede – são obtidos outros dados associados aos 
objetos ou aos próprios dados iniciais. Assim, o resultado do processamento por 
uma aplicação ou serviço é uma atuação no ambiente em que estão presentes os 
objetos e/ou atuação sobre os quais.
Conforme se observa em Souza (2015), são propostas três classes de dispositivos 
para IoT, vejamos:
1. Objetos puramente passivos com identificação e dados fixos são aqueles 
presentes na physical interface zone – parte superior da Figura 3;
2. Objetos dotados de moderado poder computacional e percepção de con-
texto, os quais, por meio de sensores, podem gerar mensagens e variar a 
informação associada a esses de acordo com o tempo e lugar, represen-
tados pelos objetos presentesna physical interface zone – mais ao centro 
da Figura 3;
3. Objetos que possuem conectividade em rede, sem a intervenção humana, 
possibilitando a emergência de inteligência nos sistemas de rede, represen-
tados pelos objetos presentes na physical interface zone – na parte inferior 
da Figura 3.
10
11
O modelo ilustrado pela Figura 3 pode ser exemplificado por meio de um proces-
so baseado em IoT (HUANG; LI, 2010), no qual um objeto do mundo real possui 
uma informação, por exemplo, dentro de uma tarja eletrônica; tal informação é 
resgatada por um interrogador, este que pode estar conectado a um serviço ou a uma 
aplicação, onde usuários ou aplicações – que estão no mundo real – poderão ler ou 
compartilhar a informação do objeto em tempo real. Por fim, essa aplicação pode 
atuar no ambiente por meio dos atuadores presentes em objetos (SOUZA, 2015).
Importante!
Cabe ressaltar que a tarja eletrônica pode ser substituída por outras tecnologias de 
identifi cação única, ou seja, não se restringe à tecnologia de Rfi d.
Importante!
Como aplicações para IoT são sugeridas diversas áreas, tais como:
• Casas inteligentes;
• Vida assistida;
• Aplicações médicas;
• Indústrias inteligentes;
• Segurança e controle de acesso;
• Carros inteligentes;
• Tráfego inteligente;
• Prevenção de acidentes com a comunicação carro a carro:
Veja a imagem a seguir: https://goo.gl/TSj2JS
Ex
pl
or
• Cidades inteligentes e monitoramento:
• Compras automatizadas;
• Logística inteligente;
• Monitoramento de vida animal:
Veja a imagem a seguir: https://goo.gl/u4U551
Ex
pl
or
11
UNIDADE Conceitos sobre a Tecnologia de Internet das Coisas
• Cenários para estimação, alertas e recuperação de desastres naturais:
Figura 4
• Uso de energia elétrica, água, gás etc.;
• Ambientes inteligentes com monitoramento e controle de consumo de energia:
Figura 5
Fonte: Adaptada de iStock/Getty Images
12
13
• Sistemas inteligentes de entretenimento;
• Sistemas inteligentes para a agricultura e rastreabilidade da cadeia de origem 
de alimentos e itens:
Figura 6
Note que essas áreas são as mais diretas ao se pensar em aplicações para IoT, 
porém, tal tecnologia não se restringe às quais.
Exemplifi cando uma Aplicação
de IoT em Ambiente Residencial
Uma aplicação de casa inteligente tem como alguns requisitos ou premissas a 
interface intuitiva junto ao usuário, além de segurança, escalabilidade, heterogenei-
dade dos dispositivos, autoadaptação ao ambiente e reconhecimento de contexto 
de usuário.
Assim, a Figura 10 ilustra a arquitetura proposta à aplicação de casa inteligente, 
seguindo uma estrutura básica necessária para a internet das coisas:
13
UNIDADE Conceitos sobre a Tecnologia de Internet das Coisas
Figura 7
Conforme se observa na Figura 10, a arquitetura é composta por uma camada 
de dispositivos com sensores e atuadores, os quais interligados por meio do micro-
controlador Arduino (BANZI, 2011) que, neste caso, tem a função de gateway para 
IoT, ou seja, deve interconectar os dispositivos, enviando e recebendo os comandos.
O aplicativo embarcado nesse microcontrolador interpreta e atua mediante as 
mensagens recebidas através de sua interface de rede.
As camadas superiores são representadas por um middleware – ou plataforma 
–, que permite a interação e o processamento das mensagens enviadas/recebidas 
e pelas aplicações e inteligência ao processamento e à interface com o usuário. 
Note que diversas são as tecnologias habilitadoras e os desafios inerentes ao 
desenvolvimento e à evolução da tecnologia de internet das coisas, por exemplo: 
• Computação em nuvem;
• Tecnologias de armazenamento de dados em nuvem;
• Tecnologias para transferências de dados;
• Tecnologia de big data para processar o grande volume de dados gerados;
• Algoritmos ou sistemas de reconhecimento de padrões e inteligência artificial;
14
15
• Tecnologias de identificação única de objetos;
• Padrões para interoperabilidade entre os dispositivos/equipamentos de dife-
rentes fabricantes;
• Tecnologias para a segurança e privacidade dos dados e aplicações em IoT – 
imagine a sua casa ou o seu carro sendo invadido por um cracker;
• Novos serviços e aplicações ainda não existentes – sendo este um bom tema 
para empreendedores;
• Novas maneiras de tarifações e cobranças pelos serviços de IoT;
• Novas áreas de atuação profissional;
• Análise dos impactos dessas tecnologias na sociedade como um todo – sejam 
sociais, ambientais, psicológicos, educacionais, de legislações e regulamenta-
ções, entre diversos outros.
Os desafios existentes para a evolução dessa tecnologia são transversais, 
permeando diversas áreas de conhecimento, de modo que esse saber inicial e sua 
aplicação se tornam condições essenciais em sua área de conhecimento e estudo.
15
UNIDADE Conceitos sobre a Tecnologia de Internet das Coisas
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Estação de medição de temperatura Open-Source com Arduino e IoT - Comunicação
Como criar uma estação de medição de temperatura com arduino.
https://goo.gl/c4mUAZ
Getting started with Watson IoT Platform Starter
Tutorial da IBM para a criação de aplicações iniciais usando a plataforma BlueMix e IoT.
https://goo.gl/cC1zDV
 Leitura
Dez aplicações possíveis de Internet das Coisas em PMEs
Aplicações para internet das coisas – Internet of Things (IoT) – em diversas áreas.
https://goo.gl/IPdR2N
Tendências de Internet das Coisas para 2018
https://goo.gl/rFk5FL
Sistemas cyber-físicos e cidades inteligentes
https://goo.gl/tpRqXA
Uma nova arquitetura para Internet das Coisas com análise e reconhecimento 
de padrões e processamento com Big Data
Tese de Doutorado que descreve a pesquisa quanto à introdução de algoritmos de 
reconhecimento de padrões e processamento em big data na arquitetura de IoT.
https://goo.gl/z4heTy
Programação com Arduino - Começando com Sketches
Livro sobre programação e Arduino, com um capítulo dedicado à conexão de rede 
com controlador
http://bit.ly/2Fr2XCM
16
17
Referências
BAHGA, A.; MADISETTI, V. Internet of things: a hands-on approach. [S.l.]: Vijay 
Madisetti, 2014.
CASAGRAS, E. F. P. Casagras final report: Rfid and the inclusive model for the 
internet of things. 2009.
GIACOMELLI, P. Apache mahout cookbook. [S.l.]: Packt, 2013.
HUANG, Y.; LI, G. Descriptive models for internet of things. In: INTERNA-
TIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT CONTROL AND INFORMATION 
PROCESSING, aug. 2010.
ITU. Internet of things 2005: executive summary. 2017. Disponível em: <https://
www.itu.int/osg/spu/publications/internetofthings/InternetofThings_summary.
pdf>. Accesso em: 20 abr. 2017.
LYYTINEN, K.; YOO, Y. Issues and challenges in ubiquitous computing. Commu-
nications of the ACM, v. 45, n. 12, p. 63-65, 2002.
MATTERN, F.; ZURICH, E. Ubiquitous computing: scenarios for an informatized 
world, communication and the media economy of the future. [S.l.]: Springer-Verlag, 
2005. p. 145-163.
SARNOVSKY, M. et al. First demonstrator of Hydra middleware architecture for 
building automation. Hydra Project, jun. 2008.
SATYANARAYANAN, M. Pervasive computing: vision and challenges. IEEE Per-
sonal Communications, 2001.
SOUZA, A. M. da C. Uma nova arquitetura para internet das coisas com 
análise e reconhecimento de padrões e processamento com big data. 2015. 
Tese (Doutorado em Sistemas Eletrônicos)-Escola Politécnica da Universidade de 
São Paulo, São Paulo, 2015. Disponível em: <http://www.teses.usp.br/teses/
disponiveis/3/3142/tde-20062016-105809>. Acesso em: 3 maio 2017.
UBIDOTS, C. Ubidots about. 2017. Disponível em: <https://ubidots.com/
about>. Acesso em: 8 abr. 2017.
WEISER, M. The computer for the21st century. Sigmobile Mob. Comput. 
Commun. Rev., New York, v. 3, n. 3, p. 3-11, jul. 1999.
WHITE, T. Hadoop: the definitive guide. 4th ed. [S.l.]: O’Reilly Media, 2015.
17