INTERNET DAS COISAS E SUA INFLUÊNCIA NO COTIDIANO DAS RESIDÊNCIAS

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GABRIEL PIRES RIOS
THAÍS CAROLINE DOMINGUES
INTERNET DAS COISAS E SUA INFLUÊNCIA NO COTIDIANO DAS RESIDÊNCIAS
Graduação em GTI
São João del-Rei
2020
RESUMO
A tecnologia está em constante transformação e desenvolvimento, tendendo a se incorporar em nosso cotidiano, não se restringindo apenas a computadores, ela está presente em diversos objetos da nossa rotina. Este fenômeno é conhecido como “Internet das Coisas (IoT)”, que será objeto de estudo deste trabalho. A IoT dispõe de uma grande quantidade de aplicações e continua evoluindo de objetos inteligentes para residências e até cidades inteligentes. A pesquisa foi feita a partir de referenciais teóricos disponibilizados na internet, pois por se tratar de uma temática atual, não dispõe de numerosas bibliografias em língua portuguesa. Motivados por se tratar de um assunto contemporâneo o presente trabalho foi realizado através de leituras de trabalhos científicos publicados por outros autores. Primeiramente abordamos o conceito de IoT, depois sua aplicação na automação residencial, a relação dos smartphones com a Internet das coisas, e, por último, os benefícios e desafios que este tipo de tecnologia pode acarretar.
Palavras-chave: Internet das Coisas. Automação. Residências.
ABSTRACT
Technology is constantly changing and developing, tending to be incorporated into our daily lives, not restricted only to computers, it is present in various objects of our routine. This phenomenon is known as "Internet of Things (IoT)", which will be the object of study of this work. IoT has a large number of applications and continues to evolve from smart objects to homes and even smart cities. The research was based on theoretical references available on the Internet, because it is a current theme, it does not have numerous bibliographies in Portuguese. Motivated by being a contemporary subject, the present work was carried out through readings of scientific papers published by other authors. First, we approach the concept of IoT, then its application in home automation, the relationship of smartphones with the Internet of Things, and, finally, the benefits and challenges that this type of technology can bring.
Key words: Internet of Things. Automation. Residences.
LISTA DE FIGURAS
	Figura 1 – Internet das Coisas em 2020 ................................................................
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	Figura 2 – Blocos básicos da IoT ...........................................................................
	13
	Figura 3 – Automação residencial ..........................................................................
	15
	
	
	
	
LISTA DE TABELAS, GRÁFICOS E QUADROS
	Tabela 1 – Aplicações da IoT, sensores e suas respectivas funções ....................
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
	IoT –
	 Internet of Things
	RDF – 
	 Resource Description Framework
	RFID –
	 Radio Frequency IDentification
	OWL –
	 Web Ontology Language
	IEEE – 
	 Institute of Electrical and Electronics Engineers
	
	
	
	
SUMÁRIO
1	INTERNET DAS COISAS	8
2	AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL	10
3	SMARTPHONES E A IoT EM RESIDÊNCIAS	13
4	BENEFÍCIOS E DESAFIOS	15
5	CONSIDERAÇÕES FINAIS	16
6	REFERÊNCIAS	17
INTERNET DAS COISAS
Nos últimos anos, nota-se a ocorrência de uma mudança na forma de interagir com a internet. Com o avanço da tecnologia e criação de dispositivos de fácil manuseio, a resistência principalmente do público de faixa etária entre 40 e 60 anos vem diminuindo cada vez mais, já que esses usuários foram integrados à rede de computadores.
Tanenbaum (2002) define que rede de computadores “é um conjunto de computadores autônomos interconectados por uma única tecnologia”. Peterson e Davie (2011) afirmam que “a principal característica das redes de computadores é a sua generalidade, isto é, elas são construídas sobre dispositivos de propósito geral e não são otimizadas para fins específicos tais como as redes de telefonia e TV”. Já Kurose e Ross (2012) argumentam que o termo “redes de computadores” começa a soar um tanto envelhecido devido à grande quantidade de equipamentos e tecnologias não tradicionais que são usadas na internet.
Essa nova fase de interligar diversos dispositivos e sistemas cria uma interação não só entre as máquinas, mas também entre os humanos e as máquinas. Vivendo em uma era da computação pessoal, com pessoas e tecnologias coexistindo umas com as outras, o mundo encontra-se em um momento denominado como “Internet das Coisas” (da tradução livre de “Internet of Things” (IoT)).
A primeira menção ao termo “internet das coisas” foi feita por Kevin Ashton, um pesquisador britânico do Massachusetts Institute of Technology (MIT), em 1999 no trabalho “I made at Procter & Gamble”. Em 2005, as buscas relacionadas ao termo cresceram, pois apareciam relacionadas com outros itens como as redes de sensores sem fio (RSSFs). A popularidade chegou entre os anos de 2008 e 2010, graças ao amadurecimento das RSSFs e também ao crescimento das expectativas sobre a internet das coisas. Mas, apenas em 2012 que a IoT foi identificada como uma tecnologia emergente.
A IoT se refere a uma revolução tecnológica que tem como objetivo conectar os objetos utilizados no cotidiano das pessoas à rede mundial de computadores. De forma suscinta, a Internet das Coisas é uma extensão da internet atual, que proporciona a objetos com capacidade computacional e de comunicação se conectarem à Internet. Essa conexão com a rede mundial de computadores viabilizará, primeiro, controlar remotamente os objetos e segundo, permitir que os próprios objetos sejam acessados como provedores de serviços. Tais habilidades criam um grande número de oportunidades tanto no âmbito acadêmico quanto no industrial.
Os objetos inteligentes possuem capacidade de comunicação e processamento aliados a sensores, os quais transformam a utilidade destes objetos. Atualmente, não só computadores convencionais estão conectados à internet, como também uma gama de outros equipamentos como TVs, laptops, automóveis, smartphones, consoles de jogos, e a lista só aumenta a cada dia. 
Utilizando os recursos dos objetos inteligentes é possível controla-lo, viabilizar a troca de informações e dados coletados por eles próprios, acessar serviços da Internet e interagir com pessoas.
A pluralidade é tão grande, que uma pesquisa da Forbes[footnoteRef:1] realizada em 2014 apontava que mais de 40 bilhões de dispositivos estariam conectados até 2020. Outros grupos de pesquisa como a Gartner e a ABI Research estimaram que, até 2020, haveriam entre 26 e 30 bilhões de dispositivos sem fio conectados a IoT. A Figura 1 mostra as previsões para a Internet das Coisas. [1: Forbes (2014), Internet of Things By Numbers: Market Estimates and Forecasts.] 
Figura 1 – Internet das Coisas em 2020 – Fonte: Gartner
De modo síncrono, novas possibilidades surgem como por exemplo, as casas inteligentes (smart homes) e também as cidades inteligentes (smart cities). No entanto, os desafios emergem à medida que o tempo passa. Regulamentações, segurança, padronizações e distribuição à maioria da população são alguns exemplos. Dentre tais obstáculos, a padronização e a distribuição das tecnologias talvez sejam os mais difíceis de serem ultrapassados.
Portanto, o objeto de estudo é uma tecnologia em evolução que procura conectar objetos a pessoas, como ressaltam os autores Mota e Batista (2013):
Em um futuro próximo, qualquer “coisa” (thing) poderá ser endereçada na grande rede. A Internet, então, tornar-se-á a Internet das Coisas (Internet of Things – IoT). As comunicações serão concebidas não apenas entre humanos e coisas e entre coisas sem interação com seres humanos (MOTA; BATISTA, 2013, p.297).
AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
Para FIRJAN (2016, p. 7), Internet das Coisas é “a rede de objetos físicos, sistemas, plataformas e aplicativos comtecnologia embarcada para comunicar, sentir ou interagir com ambientes internos”. Para desenvolver tais funções, é necessário que exista uma “infraestrutura de rede que interliga objetos físicos e virtuais, gerando um grande volume e processamento de dados que desencadeiam ações de comando e controle das coisas.”
Segundo os diretores da Associação Brasileira de Automação Residencial (Aureside), Muratori e Bó (2011, p.70), a Automação Residencial pode ser definida como o “conjunto de serviços proporcionados por sistemas tecnológicos integrados como o melhor meio de satisfazer as necessidades básicas de segurança, comunicação, gestão energética e conforto de uma habitação”. Domótica e casas inteligentes (connected/smart homes) são expressões sinônimas de automação residencial.
Com a aplicação da IoT nas residências, o ambiente passa a ter capacidade de gerenciar eventos naturais como: mudanças de temperatura, umidade, luminosidade, som, gás, movimentos, abrir e fechar portas, gerenciar o funcionamento de câmeras, entre outros. Pode-se dar autonomia aos lares como também alterá-las de acordo com as personalidades de cada habitante.
Alguns exemplos de aplicações da IoT em residências estão citados na Tabela 1 abaixo.
Tabela 1 – Aplicações da IoT, sensores e respectivas funções. Fonte: Adaptado de Dias (2016)
As ferramentas utilizadas para a automação residencial são diversas, envolvendo softwares e hardwares, como:
i) Identificação: é um dos elementos primordiais já que é necessário identificar os objetos unicamente para conectá-los à internet.
ii) Sensores/Atuadores: Sensores são dispositivos que respondem a estímulo físico ou químico. Todos os dados coletados por ele são encaminhados e armazenados em data warehouses. O termo sensores é usado para descrever alguma sensibilidade energética à ambientes que podem ser medidas como: velocidade, pressão, corrente, aceleração, posição, temperatura, entre outros. Já os atuadores são elementos que produzem movimentos, comandados por equipamentos manuais, elétricos ou mecânicos. Eles transformam a energia potencial em movimentos – energia cinética.
iii) Comunicação: se refere às diversas técnicas usadas para conectar os objetos inteligentes e é um fator determinante no consumo de energia. Algumas tecnologias usadas são WiFi, 3G/4G, Bluetooth, RFID e o mais utilizado, o Zigbee, que é tecnologia desenvolvida para comunicação em redes sem fio. Simples instalação, configuração e manutenção. Outro destaque é a aquisição barata. Tem como padrão IEEE 802.15.4 utilizado para automação industrial e residencial. O WiFi apesar de ser uma tecnologia comum e muito presente em nosso cotidiano possui algumas desvantagens como alto custo de implantação e o alto consumo de energia.
iv) Computação: inclui unidades de processamento e é responsável por executar algoritmos locais nos objetos inteligentes.
v) Algoritmo C4.5- tem como objetivo construir um arvore de decisão, onde os atributos e os classificadores recebem um valor onde serão processados. 
vi) Placa arduíno: é uma plataforma open-source de hardware, de fácil utilização, permitindo uma interação com ambientes, dando suporte a entrada de sensores como os citados anteriormente. E saída como: dar apoio a leds, motores, displays, entre outros. Para programá-lo, a linguagem utilizada é baseada em C/C++. Essas placas tem baixo custo, mas isto não a torna menos capaz, já que projetos de automação com grandes características podem ser feitos.
vii) Serviços: a IoT pode dar ao usuário diversas classes de serviços, dentre elas, serviços de identificação, serviços de agregação de dados, serviços de colaboração e inteligência e serviços de ubiquidade.
viii) Semântica: é a habilidade de extrair conhecimento dos objetos da IoT. Refere-se à descoberta de conhecimento (machine learning) e uso eficiente dos recursos existentes. Diversas técnicas podem ser utilizadas, como o Resource Description Framework (RDF), Web Ontology Language (OWL) e Efficient XML Interchange (EXI).
Na prática, os sensores/atuadores, placas de Arduino ao receberem um valor, repassam para o Algoritmo C4.5 e isto gera um evento pré configurado, oferecendo respostas aos comandos do usuário.
Atualmente, observa-se uma crescente na automação residencial, mas ainda existem alguns empecilhos como preço desses dispositivos e de sua implantação, assim como a segurança em torno dos dados que são coletados pelos objetos inteligentes.
Figura 2 – Blocos básicos da IoT
SMARTPHONES E A IoT EM RESIDÊNCIAS
As aplicações de IoT podem ser divididas em três grupos para explicar seu funcionamento:
A aplicação para o usuário final, quando a IoT é incorporada à rotina do consumidor; a aplicação em negócios e serviços, quando a tecnologia se torna mais acessível e tangível ao consumidor (aqui se enquadram o surgimento de novos modelos de negócios e produtos-serviços híbridos); e a aplicação industrial, em que a tecnologia é invisível ao consumidos final. Esta última aplicação vem chamando atenção pela indústria 4.0. (FIRJAN, 2016, p.7)
A lógica é básica: quanto maior for o consumo de tecnologias ligadas à Internet das Coisas, mais produtos e objetos inteligentes serão produzidos. Com efeito, a tecnologia passará de um privilégio para poucos à difusão na sociedade. Provavelmente, essa difusão se iniciará através do smartphone, um item comum na vida da grande maioria da população mundial. Como o próprio nome diz, estes aparelhos inteligentes, são conectados a redes wireless das casas e empresas e, ao sair, a rede 3G/4G de uma operadora de serviços móveis entra em cena.
Os smartphones começaram a surgir nos anos 2000 e ocuparam um grande espaço na vida das pessoas. Antes destes aparelhos, a comunicação era feita majoritariamente através dos telefones públicos ou telefones fixos residenciais. Com o avanço da tecnologia e o surgimento das redes móveis de telefonia, as redes sociais e mensageiros eletrônicos emergiram e a combinação entre os celulares e a internet permitiu a comunicação fácil, ágil e barata.
Como um objeto de uso pessoal, os smartphones também podem ser uma ferramenta para intermediar todas as funcionalidades de uma casa inteligente. Um dos princípios da IoT é o conforto humano, assim, uma casa pode ser projetada com sensores para adequá-la às necessidades do seu proprietário.
Como a proposta de automatização supõe a existência de variados objetos inteligentes acionados ao mesmo tempo, isto precisa ser centralizado em uma única interface. Para tanto, com inúmeros dispositivos interagindo entre si, é possível programa-los para que apenas um toque seja o suficiente para determinar uma série de configurações. Essa ação, que determina o que irá ligar ou desligar, é denominada como cena.
Em Corbioli (2013), Ubirajara detalhou que diversas cenas podem ser criadas, como por exemplo “a cena do jantar pode incluir o acionamento do ar condicionado, da iluminação, do sistema de áudio e vídeo, da abertura da cortina e o que mais se desejar.”
Prudente (2015) considera que a aplicação da automação residencial pode ser feita praticamente em todas as atividades desenvolvidas dentro de uma habitação, como por exemplo:
· Ligação, desligamento e regulação (dimerização) da luminosidade de lâmpadas;
· Inserção e desinserção de tomadas para força motriz;
· Ligação, desligamento e regulação de instalação de aquecimento ou condicionamento de ar;
· Ligação, desligamento de TV ou sistema de som;
· Comando de persiana, porta, portão elétrico;
· Comando de parâmetros ambientais e atmosféricos, como umidade, vento, chuva e sol;
· Comando e controle de eletrodomésticos;
· Comando e controle de sistema antifurto e controle de acesso;
· Detecção de incêndio, vazamento de gás e perda de água;
· Câmera de vigilância;
· Entretenimento, home theatre, internet;
· Telesocorro e outros auxílios para idosos e deficientes físicos.
Figura 3 – Automação Residencial. 
FONTE: https://www.b2home.com.br/casa-inteligente-automacao-residencial/guia-para-entender-automacao-residencial/
Todas essas atividades podemser controladas através de softwares instalados previamente no smartphone do proprietário da residência. Recentemente, aparelhos conhecidos como assistentes pessoais foram lançados, alguns exemplos são o Echo, da Amazon, HomeKit, da Apple, SmartThings, da Samsung, e o Google Home da Google. Tais dispositivos reconhecem a voz do usuário e respondem perguntas e executam tarefas, sem ou com pouca ajuda do celular.
BENEFÍCIOS E DESAFIOS
Muratori e Bó (2014) afirmam que as tarefas rotineiras se tornaram simples com a automação. As residências inteligentes tem como princípio satisfazer as necessidades do proprietário fornecendo mais conforto, segurança e praticidade. Além disso, a presença de objetos inteligentes são pontos fundamentais para uma residência mais sustentável colaborando com a redução do consumo energético ao desligar lâmpadas acesas desnecessariamente. 
Outro ponto positivo é o atendimento às necessidades especiais de usuários com locomoção limitada. Os comandos de voz e sensores de presença são capazes de executar funções como abrir e fechar portas, acionar a iluminação de um cômodo ou ainda, caso a residência esteja equipada com os sensores apropriados, é possível acionar a família caso ocorra algum incidente. A valorização do imóvel também é um fator a ser considerado.
As residências inteligentes também enfrentam alguns desafios, como a resistência de uma parte do público às novas tecnologias. Mas, existem outros obstáculos a serem ultrapassados. 
O Núcleo de Informação e Coordenação do Ponto BR (Nic.br) considera que o ponto mais crítico se refere à segurança dos dispositivos em relação a ataques cibernéticos e invasões. É um fato inegável que os usuários se tornam mais expostos, já que os dados coletados muitas vezes são pessoais e dizem respeito à sua privacidade.
De um ponto de vista mais técnico, é preciso considerar que um grande volume de dados será armazenado e o tratamento dos mesmos deve ser massivo. Isto cria a necessidade de softwares e hardwares cada vez mais sofisticados – tornando os preços cada vez mais altos.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Durante o presente trabalho apresentaram-se as definições de Internet das Coisas e sua aplicação em residências, assim como a sua relação com os smartphones.
Pode-se concluir que o conceito de Internet das Coisas pode agregar valor à automação residencial, afinal, em um mundo extremamente conectado, se o usuário possuir uma casa com tais configurações seria um possível requisito que ele estivesse conectado a ela de qualquer local.
Essa pesquisa inicial permite ao leitor vislumbrar a presença da IoT na atualidade, a influência que um objeto inteligente tem em seu cotidiano, os benefícios e também os desafios para a expansão dessa tecnologia. 
REFERÊNCIAS
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