Internet das Coisas (IoT) na Indústria 4.0

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Tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0:
Internet das Coisas (IoT)
Internet das Coisas (IoT) :
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» É a rede de objetos físicos que 
contêm tecnologia para comunicar e 
sentir ou interagir com seus estados 
internos ou o ambiente externo.
» É a rede de dispositivos físicos, 
veículos, edifícios e outros itens -
incorporados com eletrônica, 
software, sensores, atuadores e 
conectividade de rede que permitem 
que esses objetos coletem e 
troquem dados.
Revolução Industrial
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Internet Das Pessoas:
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Internet das Coisas
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Particularidades da IoT
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» Termo criado por Kevin Ashton em 1999;
» 87% das pessoas nunca ouviram falar em IoT;
» Caixas automáticos online foram os primeiros 
objetos da IoT já em 1974;
» Objetos conectados
» 2016: 6,4 bilhões
» 2020: 50 bilhões
» Veículos conectados
» 2012: 10%
» 2020: 90%
Design da IoT
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» Um dispositivo IoT, deve ter 7 características: 
» Sensores
» Conexão com a Internet
» Processadores
» Eficiência energética
» Custo-benefício
» Qualidade
» Confiabilidade
» Segurança
Por que IOT agora?
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» Disponibilidade:
» Os dispositivos IoT são comuns, baratos e fáceis de substituir.
» Infraestrutura básica para suportar o IoT está em vigor (Wi-Fi, BLE, etc).
» Acessibilidade
» O custo médio dos sensores usados em IoT vai cair ainda mais.
» Escalabilidade
» Muitos dispositivos oferecem funcionalidade "plug & play" simples.
» Os dispositivos IoT são altamente flexíveis, oferecendo soluções de curto ou longo 
prazo para empresas, famílias e países.
Por que IoT é importante para o Brasil?
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» Induz competitividade, aumenta de 
produtividade e eficiência;
» Possibilita uso inteligente de recursos 
públicos e privados;
» Atrai novos investimentos e fomento a 
inovação;
» Fixa benefícios advindos de várias 
verticais, tais como: segurança alimentar, 
saúde humana, vida assistida, eficiência 
energética, mobilidade entre outras.
Situação da IoT
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» Barreiras
» Segurança;
» Privacidade;
» Implementação;
» Fragmentação;
» Estímulos
» Expansão da Internet;
» Adoção dispositivos móveis;
» Baixo custo de sensores;
» Grandes investimentos IoT;
Explicando as coisas
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» Coisas conectadas:
» Processadores /microcontroladores
» Sensores / atuadores
» Mercado
» Novos produtos
» Produtos renovados
» Produtos -> serviços
O cérebro das “COISAS”
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» Processadores / microcontroladores
» Custo de poucos dólares (ou 
centavos de dólar)
» Programáveis – flexibilidade
» Linguagens mais poderosas
» Recursos integrados: muito além de 
conversores AD
Atuadores das “coisas”
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» Emissão de Luz (LED) e outras RFs
» Som (buzzer, micro autofalantes)
» Vibração
» Movimentação
» Acionamentos p/ potência
» Displays
Sensores das “coisas”
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» Contato elétrico –chaves
» Corrente (Amperes), tensão (Volts)
» Luz, temperatura, humidade, 
» Pressão, som, chama, movimento
» Presença (calor, micro-ondas, ultrassom)
» Proximidade
» Indutivos, óptico reflexivos, magnéticos
» Complexos: biometria, leitores RFID, 
imagem
Porque é Aplicável na Indústria?
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» Maior controle sob a jornada de trabalho dos colaboradores, além de identificar e 
predizer facilmente eventuais necessidades de manutenção;
» Com o monitoramento permanente das operações, há chance real de uma 
redução sustentável de custos e de ganhos diretos de produtividade;
» Aumento de insights e mecanismos de tomada de decisão rápida também para 
Segurança do Trabalho;
» Gestão de ativos móveis e equipamentos em tempo real, com histórico de todas 
as ações realizadas e tornando o PCP real time;
» Possibilita o inventário em tempo real de todos os insumos e produtos (semi
acabados e acabados), desde a produção até a expedição.
Conectividade
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» O dispositivo troca informações com um 
equipamento. Não é Internet.
» Por: Cabo USB, Bluetooth, fieldbus, IRDA, 
NFC, RFID etc. 
» Ex: Ativar ou desativar a central de alarme 
localmente, com uso de um aplicativo e 
conexão bluetooth em um smartphone.
Conectividade + TI
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» Rede ETHERNET, access point, router ...
» Dispositivos com WiFi ficando cada vez 
mais baratos.
» Alcance local. Alto consumo de energia.
» Presença do provedor de acesso: Dados 
chegam à nuvem.
» Ex: Central de alarme envia email ou 
mensagem instantânea quando detecta 
violação de perímetro, usando conexão 
internet WiFi local.
Conectividade + Rede de telefonia móvel (para dados)
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» Redes de dados: GPRS, 3G, 4G ...
» Boa portabilidade e abrangência. 
» Alto Consumo de energia para uso de 
baterias.
» Presença da operadora de telefonia.
» Diferentes formatos de compra de pacotes 
de dados. Boa quantidade de dados e 
velocidade.
Conectividade + Conexões mais distantes
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» Low Power WideArea Network (LPWAN);
» Gateways: radiobases. Topologia estrela;
» Transmissão de poucos dados e baixa 
velocidade;
» Baixo consumo de energia;
» Opção para redes abertas ou proprietárias 
(LoRa x WND/SigFox);
» Conexão geralmente por rádio sub-GHz;
» Regulamentação (ANATEL).
Conectividade + Conexões mais distantes
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» Ex: Central de alarme envia dados à uma 
radiobase distante 5Km. Os dados são 
encaminhados ao aplicativo de 
monitoramento por meio de conexões 
web existentes na radiobase.
Conectividade + Mesh
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» BLE, Z-Wave, ZigBee, LoRa-Mesh ...
» Maior consumo de bateria, mas aceitável 
para baixa quantidade de dados;
» Caminhos redundantes. Adaptação.
» Ex: Central de alarme está distante demais 
da radiobase, mas consegue se comunicar 
com outra central de alarme que está mais 
próxima, e através dela envia a mensagem 
à radio base.
Como escolher?
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» Destino da informação;
» Dado bruto ou processado; 
» Real-time;
» Local do dispositivo;
» Mudança de local (roaming);
» Densidade e frequência da comunicação;
» Consumo energético; 
» Custo e disponibilidade do hardware e 
serviços;
Como escolher?
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TIPO Destino do dado Custo do 
serviço
Kbps Lim. Bytes Custo 
dispositivo
Roaming Consumo
bateria
Local (BLE, NFC, 
IRDA, RFID)
Local - Baixo Sem $ Não Baixo
Ethernet (cabo, 
WiFi)
Local, Remoto ou 
Nuvem
$ Alto Alto / Lim. Provedor $$ Não Médio/Alto
GPRS, 3G, 4G. Remoto ou 
Nuvem
$$$ Médio / 
alto
Alto / Lim. 
Pacote
$$$ Sim Alto
LPWAN propr. 
(WND - SigFox)
Nuvem $$$ Baixo Baixo. Alguns 
Kbytes.
$$ Sim Baixo
LPWAN aberta 
(LoRa)
Remoto ou 
Nuvem
$ Baixo Médio. $$ Talvez Baixo
Local (BLE, NFC, 
IRDA, RFID)
Local - Baixo Sem $ Não Baixo
Como escolher?
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UART
• 12 GPIOs
•BLE 2.4GHZ
•Alcance 100 m
•Preço: 
US$ 2,00
PN532
•UART, I2C, SPI
•NFC, RFID
•Alcance 7 cm
•Preço: 
US$ 10,00
MFRC522
•SPI
•Alcance 2,5cm
•Preço: 
US$ 3,00
InfraRed
•TTL
•Alcance 10m 
(visada)
•Preço: 
US$ 2,00
Como escolher?
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ESP8266
•WIFI 802.11 b/g/n
• SPI, UART 
• low power 32-bit CPU
•Wi-Fi Direct (P2P)
• 16 GPIOs
•Preço: US$ 3,00
ESP-WROOM-32
•WIFI 802.11 b/g/n + BLE 4.2
• SPI, UART 
• Low Power 32-bit Dual-Core
• 34 GPIOs , 18 ADC, 2 DAC
• 10 Pinos Touch, Sensor de 
Temperatura ,Sensor Hall
•Preço: US$ 5,00
Como escolher?
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HR911105A
•Ethernet –TP
•UART / SPI
•Preço: US$ 5,00
Tradicional - WIFI
•Access Point – router
• ETHERNET, 802.11
•Preço: US$ 20,00
SIM808
•GSM/GPRS quad-
band
•USB-TTL
•Preço: US$ 25,00
Como escolher?
SIM7000A
•NB-IoT
•UART / USB / GPIO / 
ADC
•Preço: US$ 31,00
AF760 – módulo 
específico 
• 3G, 4G
•Preço: US$ 50,00
Rede de telefonia 
convencional (NB-IoT)
• 2G,3G, 4G LTE, CAT-1, 
CAT-M1 e NB-IoT
•US$ 0,35 por Mb
Como escolher?
KIT ST/Murata
• 915 MHZ
• 21 GPIOs
digital/analógico
•MCU ARM Cortex M0
• I2C, UART, USB, SPI
•Preço: US$ 47,00
WISOL Module
•WIFI
•BLE : BT4.2
•NFC
•GPS
•Accelerometer
• 4 GPIOs
• Preço: US$ 13,00
WND Brasil
•SigFox Cloud
• Preço: US$ 11,00 
anuais
Como escolher?
ST / Multitech
• 915 MHZ
• 21 GPIOs digital/analógico
•MCU ARM Cortex M4
• Preço: US$ 56,00
Microchip
• 915 MHZ
• 14 GPIOs
digital/analógico
• EEPROM, RTC
•UART to Host MCU
• Preço: US$ 13,00
GATEWAYS LoraWan
•Preço: US$ 300,00 –
10.000,00
Infraestrutura para IoT
» Redes Low Power Wide Area (LPWAN)
SIGFOX LoRa NB-IoT
Espectro Licenciado NÃO NÃO SIM
Taxa de dados 100 bps -
12 bytes Max
290 bps - 50 
Kbps
20 Kbps
Número máx. de mensagens 
por dia
140
ilimitado ilimitado
Duração da bateria 20 anos* 10 anos* 10 anos*
Alcance 1 - 15 km 1 - 15 km 5 – 32 km
Instituto SENAI de Inovação em Soluções Integradas em Metalmecânica
BR 116, Nº 3239 | Bairro Vicentina | São Leopoldo / RS
Telefone +55 51 3904 2690