Internet das coisas

The Internet of Things can be divided into several building blocks, which can communicate from various technologies that give this technology a dynamic and flexible aspect that will allow its use in various scenarios. Resumo A Internet das coisas (Internet of Things – IoT) constitui um novo padrão que permite que locais consigam apreender, interpretar e avaliar uma série de dados fornecidos em tempo real, provenientes de um conjunto de sensores espalhados por localidades, que agem nelas, com base em algoritmos de tomada de decisão. A comunicação que ocorre entre os sensores e o sistema de controle é feita a partir de uma rede. O crescimento exponencial das coisas ou objetos inteligentes, dotados de expressiva capacidade de comunicação e processamento, tem ocorrido nas últimas décadas e a IoT interliga essas coisas à rede e possibilita que usuários e dispositivos possam se comunicar, permitindo que um número crescente de aplicações possam surgir, trazendo benefícios para a indústria, automação de lugares, saúde, entre muitos outros.

A Internet das Coisas pode ser desmembrada em diversos blocos construtivos, que podem se comunicar a partir de várias tecnologias que conferem a esta tecnologia, um aspecto dinâmico e flexível que possibilitará a sua utilização em diversos cenários. Ela tem modificado continuamente a definição de redes de computadores, assim, percebe-se que o desenvolvimento dela com o passar do tempo. Rede de computadores constitui uma série de computadores independentes e interligados por uma tecnologia similar, que pode estar conectada por fibra óptica, radiofrequência ou por cabo. A particularidade fundamental das redes de computadores é que ela é implementada a partir de dispositivos de caráter geral e não para finalidades específicas. A IoT aparece como uma nova definição de rede que abarca processamento e comunicação dos vários dispositivos em um ambiente.

O termo “internet” contempla o simbolismo de conter todas as pessoas do mundo e a expressão “internet das coisas”, mostrando todo o seu alcance, amplitude, tecnologia e possibilidades para o futuro. Também, na década de 1970, no laboratório Los Alamos National, o governo dos EUA realizou pesquisas para produzir identificadores de equipamentos militares e sustentar a logística de armazenamento e transporte, sobretudo, de armas nucleares. Sistemas baseados em identificação por radiofrequência foram concebidos para uso em caminhões de transporte que possuíam transponders com a identificação dos produtos. Este laboratório desenvolveu também produtos de identificação na frequência de 125 kHz, para o rastreamento de bovinos. Trabalhava de maneira passiva, isto é, a resposta do transponder ocorria a partir do sinal recebido.

Logo depois, sistemas de frequências mais altas surgiram. Fig. – Evolução histórica da IoT. Conceitos iniciais Internet das coisas é uma expressão utilizada para expor a conectividade entre diversos tipos de equipamentos presentes no cotidiano e que estão conectados à rede mundial. A evolução na conexão destes equipamentos é muito relevante para um rol de atividades que são executadas diariamente. Dispositivos tidos como coisas na rede terão como fornecer dados para sistemas integrados que realizam o controle de uma série de tarefas que não precisam de intervenção do homem. A transmissão dos dados não possui sincronicidade, isto é, é ponderado por regras de rede que possibilitam a emissão de dados de maneira a não causar impacto sobre a nuvem ou a rede.

O Aaas oferta uma série de instrumentos que permitem conhecer e analisar, estatisticamente, o dado proveniente dos sensores e, assim, produzir informações, alertas e fazer a gestão dos atuadores, com base na análise de resultados. Enfim, a internet das coisas pode ser compreendida por padrão regido pela ubiquidade, possibilitando que dispositivos independentes interatuem entre eles, levando a tomada de decisão em tempo real e atuando no ajuste automático do local, conforme resposta obtida dos dispositivos. Entretanto, considerando tudo o que os ambientes de internet das coisas podem oferecer, existe a necessidade de que os sistemas possuam capacidade para aguentar o grande número de dados sensores podem informar. Blocos fundamentais de construção da IoT Internet das coisas associa várias tecnologias, estas, complementares entre si, visando permitir a integração das coisas no local físico ao mundo virtual.

Semântica: ligada à busca de conhecimento das coisas na internet das coisas. Refere-se à compreensão do conhecimento e da utilização eficaz dos recursos da tecnologia, considerando os dados presentes, objetivando a oferta de certo serviço. Para isso, utilizam-se várias técnicas como Web Ontology Language (OWL), Efficient XML Interchange (EXI) e Resource Description Framework (RDF). Fig. – Blocos fundamentais da IoT. Unidade(s) de sensor(es)/atuador(es): faz o acompanhamento do local onde a coisa/objeto está. Os sensores recebem valores de grandezas físicas (temperatura, pressão, umidade, presença). Hoje, há uma grande variedade de sensores distintos, com capacidade de captar essas grandezas. Os atuadores são equipamentos que realizam determinada ação com base em informações fornecidas, que podem ser de natureza elétrica, mecânica ou manual.

Fig. Camada de suporte a Serviços e Aplicações. Camada de Rede. Camada de Dispositivos. Essas camadas são entendidas e descritas da seguinte maneira: Capacidades de Gestão e Segurança, que envolvem todas elas e asseguram o funcionamento do conjunto. A ITU estabeleceu um conceito de arquitetura que se inicia a partir do componente básico da internet das coisas: na maneira que esses objetos interagem através de uma rede de comunicações; nas aplicações que utilizam os objetos, na aquisição de dados e na transmissão de ordens; no suporte que é preciso para que os objetos atuem com as aplicações. Podem estar compostos de agrupamentos de capacidades peculiares. Ainda, conforme recomendação da ITU-T Y. a Camada de Rede é formada por dois tipos de capacidades, que estão relacionadas: 1.

às redes de comunicação; 2. ao transporte de dados. No que se refere às Capacidades de Gestão, conforme recomendação de 2012 da ITU, elas abrangem capacidades clássicas, tais como: gestão de falha, de configuração, da segurança, da contabilidade e do desempenho. Essas capacidades podem ser de dois grupos: 1. genéricas; 2. específicas. As capacidades genéricas de gestão estão relacionadas ao gerenciamento dos dispositivos, permitindo ativação e desativação à distância, análise, atualização de firmware / software, estado de funcionamento, gestão da topologia na rede local do dispositivo, gestão do tráfego na rede e aplicação de metodologias para serviços cruciais. Tecnologias de comunicação As principais tecnologias de comunicação usadas em internet das coisas são: Ethernet (IEEE 802.

oficializado em 1983 pelo IEEE e é encontrado na maioria das redes locais com fio que existem hoje. São muito populares e se difundiram graças ao fato de serem de custo reduzido, de fácil manutenção, adaptáveis e simples. Há dois tipos de cabos: o par trançado e a fibra óptica, que proporcionam taxas de comunicação distintas. O par trançado alcança até 1 Gbps (categoria 5), restritos a 100 m (distâncias maiores requerem a utilização de repetidores). O grande problema dela é que ela consome mais que outras tecnologias wireless. ZigBee (IEEE 802. fundamentado na especificação do protocolo para a camada de enlace. Seus atributos fundamentais são o consumo pequeno de energia e baixo custo. Trabalha na frequência 2. Divide-se em duas categorias: o clássico que se subdivide em Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR), composto pelas versões 2.

ou anteriores e o Bluetooth High Speed (HS), versão 3. e o Bluetooth Low Energy (BLE), versão 4. ou superior. A ideia das versões mais remotas desta tecnologia visava melhorar a taxa de comunicação e isso acabou por deixar o protocolo, muito complicado. Na versão 4. somente a topologia estrela é possível, isto é, cada dispositivo pode trabalhar apenas como principal ou como escravo. A partir da versão 4. um dispositivo pode trabalhar, ao mesmo tempo, nas duas configurações, possibilitando criar topologias em malha. Atualmente, foi sugerida uma camada de adaptação para dispositivos BLE, parecida com o padrão 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks), chamada de 6LoBTLE, que pode ser consultada na RFC 76684. A taxa de comunicação atinge valores entre 300 bps a 50 kbps e seu consumo energético é baixo, o que possibilita aos dispositivos ficarem ativos por muito tempo.

Usa a frequência ISM (Industrial Sientific and Medical) sub-GHz e isso faz as ondas eletromagnéticas atravessarem grandes prédios e superfícies, a distâncias de 2 km a 5 km em local urbano e 45 km em localidades rurais. Os valores de frequência comumente usados pelo LoRaWan são: 109 MHz, 433 MHz, 866MHz e 915 MHz. A unidade máxima de transmissão adotada por ele é de 256 bytes. Sigfox: usa a tecnologia UNB (Ultra Narrow Band), que trabalha com taxas de transferência de dados reduzidas. – Comparação entre as tecnologias de comunicação. Perspectivas e desafios O desenvolvimento das tecnologias de hardware usadas em identificação por radiofrequência, rede de sensores sem fio, e, por conseguinte, na internet das coisas, é realmente muito grande quando se olha os últimos anos. Os dispositivos estão ficando ainda mais pequenos e possuindo cada vez mais recursos.

Espera-se que isso continue e, no futuro, provavelmente, outras tecnologias de hardware poderão ser usadas na internet das coisas, distintas das atuais. Hoje, há dispositivos inteligentes como sistemas-em-um-chip (system on a chip – SoC), que corresponde a uma evolução quando se analisa a última década. Ela constitui um ambiente desafiador para pessoas e organizações, desenvolvedores e todos aqueles que operam ou que são afetados por tecnologia. REFRÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] FILHO, M. F. Internet das coisas: livro digital / Mauro Faccioni Filho; design instrucional Marina Cabeda Egger Moellwald. –Palhoça: UnisulVirtual, 2016. Acesso em: 28 mar. SOUZA, P. S. S. et al.