“Internet das coisas”, Internet das coisas (IoT) - esta frase que está na moda hoje é um dos termos mais citados nas publicações de TI. Os analistas falam sobre o mercado de IoT em rápido crescimento, a influência das tecnologias sociais, de nuvem e, claro, móveis sobre ele, mas não está totalmente claro o que esse mercado de IoT inclui. A interpretação do termo em si também não é totalmente clara. De fornecedor para fornecedor, de autor para autor, as definições variam significativamente. Além disso, dependendo da interpretação, o próprio fenómeno parece ser uma perspectiva futura ou um facto consumado. O autor deste artigo procurou fazer uma análise comparativa de publicações sobre este tema, para compreender o que se refere ao conceito de “mercado IoT” e porque é que recentemente lhe tem sido dada maior atenção.

Conceito e tecnologia IoT

Antes de falar de mercado, é preciso descobrir o que é IoT e entender se existe uma definição para esse termo. Contudo, o problema não é a falta de definições, mas, pelo contrário, o seu excesso. Depois de consultar várias dezenas de artigos e relatórios sobre o tema Internet das coisas, o autor convenceu-se de que existiam sérias discrepâncias na interpretação deste termo. Na verdade, apresentamos definições das fontes mais respeitadas. A empresa de análise Gartner interpreta o conceito de “Internet das Coisas” como uma rede de objetos físicos contendo tecnologia integrada que permite a esses objetos medir parâmetros de seu próprio estado ou do estado do ambiente, usar e transmitir essas informações. Observe que nesta definição, que aliás é a mais citada, a palavra “Internet” está completamente ausente. Ou seja, quando se fala em rede Internet das Coisas, não se afirma que ela faz parte da Internet. Além disso, como afirma o especialista em IoT Matt Turck, diretor administrativo da FirstMark Capital: “Ironicamente, apesar do nome Internet das Coisas, as próprias coisas são frequentemente conectadas usando protocolos M2M em vez da própria Internet”. No entanto, a presença ou ausência de ligação à Internet não é a única discrepância nas definições. Segundo a interpretação de especialistas do Cisco Business Solutions Group (CBSG), IoT é o estado da Internet a partir do momento em que o número de “coisas ou objetos” conectados à World Wide Web excede a população do planeta. O CBSG respalda suas descobertas com cálculos. Segundo a empresa, o crescimento explosivo dos smartphones e tablets elevou o número de dispositivos ligados à Internet para 12,5 mil milhões em 2010, enquanto o número de pessoas que vivem na Terra aumentou para 6,8 mil milhões; Assim, o número de dispositivos conectados foi de 1,84 unidades por pessoa. Com base nesta aritmética simples, o Cisco Business Solutions Group determinou, na verdade, o ponto de entrada da era da Internet das Coisas (Fig. 1). Algures entre 2003 e 2010, o número de dispositivos conectados excedeu a população mundial, o que marcou a transição para a Internet das Coisas. Ao mesmo tempo, os autores do estudo acreditam que o número de dispositivos conectados por usuário de Internet em 2010 foi de 6,25.

Arroz. 1. Aumento no número de dispositivos conectados por pessoa
(fonte: Cisco Business Solutions Group)

Se a Cisco se refere ao crescimento explosivo de smartphones conectados à Internet em conexão com o termo IoT, então a IDC, por exemplo, diz claramente que os dispositivos no conceito IoT devem estar conectados de forma autônoma à Internet e transmitir sinais sem intervenção humana. Portanto, um smartphone controlado pelo usuário não pode ser classificado como um dispositivo IoT.

Segundo a IDC, a Internet das Coisas (IoT) é uma rede com ou sem fio que conecta dispositivos autoalimentados, controlados por sistemas inteligentes equipados com um sistema operacional de alto nível, conectados de forma autônoma à Internet, podendo rodar nativamente ou em nuvem. aplicativos baseados e analisar os dados coletados. Além disso, possuem a capacidade de capturar, analisar e transmitir (receber dados) de outros sistemas.

Obviamente, se os analistas operam com o conceito de “volume de mercado de IoT”, então é impossível confiar em uma definição tão vaga como “um certo novo estado da Internet”. Ao mesmo tempo, não são apenas os especialistas da CBSG que falam em IoT, como uma espécie de transição da Internet para uma nova qualidade. Vamos prestar atenção na Fig. 2 retirado do relatório Internet of Things (IoT) e Machine-To-Machine Communication Market By Technologies & Platforms (marketsandmarkets.com). Ele também caracteriza a IoT como um estágio no desenvolvimento da Internet, “quando não apenas as pessoas, mas também as coisas começam a interagir umas com as outras, iniciam transações, influenciam-se mutuamente”.

Arroz. 2. Estágios de desenvolvimento Web 1.0, Web 2.0, Web 3.0
(fonte: Internet das Coisas (IoT) e Mercado de Comunicação Máquina-a-Máquina (M2M)
Por tecnologias e plataformas (marketsandmarkets.com))

Nesse sentido, outro diagrama é indicativo: a ilustração de um artigo do autor coreano Sunsig Kim, publicado em 2012 no site i-bada.blogspot.ru/. Aqui, o estado da IoT é apresentado como um ponto de transição – este é o próximo passo em comparação com a tecnologia M2M (Fig. 3). Pelo contrário, nas publicações de vários autores, incluindo a IDC, pode-se ler que o M2M é uma tecnologia que, sendo antecessora da tecnologia IoT, é atualmente parte integrante dela.

Arroz. 3. Transição de tecnologias M2M para tecnologias IoT (fonte: Sunsig Kim, 8 de agosto de 2012 i-bada.blogspot.ru/)

Se as definições que descrevemos se referem ao fenômeno em questão, então, por exemplo, na formulação de Kaivan Karimi, diretor executivo de estratégia global e desenvolvimento de negócios da Freescale Semiconductor, a IoT é mais uma perspectiva: bilhões de dispositivos inteligentes e conectados “coisas” que formam uma espécie de rede neural global universal que incluirá todos os aspectos de nossas vidas. A IoT consiste em máquinas inteligentes interagindo e se comunicando com outras máquinas, objetos, ambiente e infraestrutura. Um tal sistema geraria enormes quantidades de dados, cujo processamento poderia ser utilizado para gerir e controlar coisas para tornar as nossas vidas mais convenientes e seguras e reduzir o nosso impacto no ambiente.

Por que existem tantas definições e todas são diferentes?

Em primeiro lugar, as tecnologias desenvolvem-se tão rapidamente que surgem constantemente novos significados do termo, que nem sempre se enquadram nas interpretações anteriores. Isto é eloquentemente ilustrado na Fig. 4, onde a evolução da IoT é identificada com várias etapas e, na verdade, com diferentes tecnologias.

Arroz. 4. Evolução da tecnologia da Internet das Coisas

Em segundo lugar, muitas vezes uma nova tecnologia é definida como um conjunto de factores que a distingue da anterior, e então esta tecnologia anterior é incluída no novo conceito. Impulsionados por aspirações de marketing, os fornecedores querem dar nomes novos às tecnologias antigas. Os analistas também, seguindo a moda e tentando demonstrar a importância do mercado descrito, usam um termo denominado guarda-chuva, combinando nele vários conceitos.

Situação semelhante é observada em relação a outros termos novos. Tomemos, por exemplo, o termo SaaS, que surgiu para se referir ao próximo estágio no desenvolvimento da tecnologia ASP. Hoje, em diversas publicações, os projetos ASP começaram a ser incluídos no mercado SaaS, o que, a rigor, é incorreto.

Praticamente a mesma coisa acontece com o termo IoT: por um lado, esta é a próxima etapa no desenvolvimento de tecnologias M2M, por outro lado, muitas fontes dizem que o mercado de soluções M2M é um subconjunto da IoT, e algumas fontes use a abreviatura IoT/M2M.

Outra razão para a ambiguidade do termo é que diferentes classes de problemas são resolvidas com base na IoT. Em particular, Kayvan Karimi fala sobre a presença de pelo menos duas classes de tarefas unidas pelo termo IoT. A primeira tarefa é o monitoramento e gerenciamento remoto de um conjunto de dispositivos de rede interconectados, cada um dos quais pode interagir com objetos de infraestrutura e com o ambiente físico. Por exemplo, um sensor de temperatura e umidade controla uma rede de dispositivos que controlam o sistema climático de um edifício inteligente (janelas, persianas, aparelhos de ar condicionado, etc.). Um exemplo mais exótico é que um sensor na mão do proprietário de uma casa inteligente envia um sinal sobre o estado psicofísico do proprietário para todos os dispositivos inteligentes da rede; cada um deles reage de uma determinada maneira, com o que a iluminação, a música de fundo e o ar condicionado mudam. Aqui a função principal não é analítica, mas de controle. O segundo desafio é usar dados coletados de nós finais (dispositivos inteligentes com conectividade e detecção) para análise inteligente para identificar tendências e relacionamentos que possam gerar informações acionáveis ​​para fornecer valor comercial adicional. Por exemplo, rastrear o comportamento dos visitantes em uma loja usando etiquetas nas mercadorias: por quanto tempo e perto de quais mercadorias os visitantes param, quais mercadorias eles compram, etc. Com base nessas informações, você pode alterar a disposição das mercadorias no hall e aumentar as vendas. Outro exemplo vem do setor de seguros de automóveis. A colocação de dispositivos equipados com acelerômetro nos automóveis permitirá à seguradora coletar dados sobre o grau de cuidado ao dirigir do cliente. Não apenas as colisões podem ser registradas, mas também, por exemplo, uma colisão brusca com um objeto ou meio-fio. Quanto mais cuidado o cliente dirige, mais barato é o seguro e o motorista imprudente paga mais. Nos exemplos mais recentes, não há tarefa de gerenciamento - aqui os dados são coletados e processados ​​usando métodos analíticos modernos. As informações estatísticas sobre todos os clientes permitirão à empresa prever corretamente seus riscos.

Em “O que a Internet das Coisas (IoT) precisa para se tornar realidade”, Kayvan Karimi tenta apresentar um esboço geral de uma solução IoT (Figura 5). De acordo com este esquema, trata-se de uma pilha que inclui seis camadas: dispositivos de detecção e/ou dispositivos inteligentes, nós de conexão, uma camada de nós de processamento integrados, uma camada de processamento remoto de dados em nuvem; a sexta camada pode executar duas funções. A primeira, designada como “aplicação/ação”, significa que a solução é utilizada para controlar remotamente um dispositivo ou controlar automaticamente um processo baseado em dispositivos de detecção. A segunda opção, análise/big data, significa que a missão visa utilizar dados recolhidos de dispositivos de detecção para analisar e identificar tendências e relações que possam gerar informações comerciais úteis.

Arroz. 5. Arquitetura típica de uma solução IoT (fonte: Freescale Semiconductor)

A Microsoft fornece uma arquitetura típica semelhante para uma solução IoT (Fig. 6).

Arroz. 6. Arquitetura típica de aplicações IoT (fonte: Microsoft)

Em seus trabalhos, Kayvan Karimi apresenta não apenas uma imagem de uma arquitetura típica, mas também uma interpretação gráfica de todo o ecossistema IoT (Fig. 7).

Arroz. 7. Ecossistema da Internet das Coisas

Arroz. 8. IoT como “Rede de Redes” (fonte: CBSG)

Mercado IoT e seus participantes

O que é o mercado de IoT? Como calcular isso? Quem deve ser incluído entre seus participantes? Se contarmos todos os projetos que se enquadram no esquema apresentado na Fig. 5, então o mercado será muito pequeno. Se calcularmos o volume de negócios das empresas que se dedicam à criação de elementos que potencialmente poderão ser implementados neste regime, obteremos um valor completamente diferente. Com base nas publicações, fica claro que os analistas optam pela segunda abordagem: apresentam o mercado como a totalidade do negócio de todos os players que criam dispositivos e sensores inteligentes conectados, preparam plataformas para construção de soluções IoT, desenvolvem tecnologias para conectar a Internet de Coisas para a rede e prestação de serviços auxiliares. Ou seja, os analistas consideram não tanto o mercado de soluções IoT (no sentido estrito), mas sim o negócio de todos os participantes do ecossistema de provedores de serviços e tecnologia em torno da construção de soluções IoT.

Parece que este é o caminho percorrido pelas empresas que utilizam o termo “mercado IoT”. Em particular, a IDC identifica até cinco segmentos do mercado de IoT e os participantes correspondentes.

O primeiro (“Dispositivos/Sistemas Inteligentes”) inclui fabricantes de dispositivos inteligentes e sensores que têm a capacidade de se conectar a redes com/sem fio, capazes de capturar e transmitir dados, executar seus próprios aplicativos ou aplicativos em nuvem e interagir automaticamente com um sistema inteligente. .

O segundo segmento é denominado “Ferramentas para conectar e oferecer suporte a serviços IoT”. Este é um negócio potencial para fornecedores de telecomunicações que podem fornecer serviços de comunicação baseados em diferentes tecnologias, incluindo fios, celulares (2G, 3G, 4G), Wi-Fi e serviços adicionais, tais como gestão de facturação.

No terceiro segmento, denominado “Plataformas”, a IDC identifica plataformas para habilitar dispositivos, redes e aplicações.

As plataformas de ativação de dispositivos representam o software responsável por garantir o fluxo de dados de e para os dispositivos finais, incluindo funções de ativação, gerenciamento e diagnóstico.

As plataformas de rede fornecem aos clientes software para conectar dispositivos IoT/M2M para coletar e analisar informações. A plataforma permite gerir assinaturas, controlar e gerir planos tarifários. Esta camada proporciona aos clientes um acordo de nível de serviço e visa melhorar a qualidade e segurança das soluções.

As plataformas de entrega de aplicativos são soluções orientadas horizontalmente para integração de aplicativos empresariais e aplicativos IoT específicos.

O quarto segmento, “Analytics”, apresenta soluções que permitem aumentar a eficiência do negócio através da tomada de decisões mais eficazes com base em dados recolhidos através da tecnologia IoT, incluindo a utilização da tecnologia Big Data. Este setor também inclui soluções analíticas emergentes que permitirão a integração de dados obtidos de IoT e monitoramento de mídias sociais.

E, por fim, o quinto segmento são aplicações de suporte a soluções verticais que implementam funções específicas para diversos setores.

O autor do mapa “Ecossistema da Internet das Coisas”, Matt Turck, diretor administrativo da FirstMark Capital, apresenta não apenas a segmentação do mercado, mas também fornece nomes específicos dos players mais significativos em cada segmento (Fig. 9). Este trabalho leva a conversa sobre os participantes do mercado de IoT a um nível mais prático.

Arroz. 9. “O ecossistema da Internet das coisas” (fonte: Matt Turck, Sutian Dong & First Mark Capital)

Mat Truck também responde à questão de por que o mercado de IoT atraiu atenção nos últimos anos. Ele observa que o crescimento do interesse pelo mercado e o seu próprio desenvolvimento se deve à confluência de vários fatores-chave. Em primeiro lugar, tornou-se mais fácil e barato produzir dispositivos inteligentes; estão surgindo distribuidores e empresas interessadas em financiar tais projetos. Em segundo lugar, ao longo dos últimos anos, as tecnologias de comunicação sem fios avançaram dramaticamente no seu desenvolvimento. Hoje, todo usuário possui um celular ou tablet que pode ser usado como controle remoto universal para Internet das Coisas. A conectividade onipresente torna-se uma realidade (Wi-Fi, Bluetooth, 4G). Terceiro, a Internet das Coisas é capaz de aproveitar toda a infra-estrutura que surgiu em áreas relacionadas. A computação em nuvem permite endpoints simplificados e de baixo custo porque a inteligência pode ser movida do endpoint para a nuvem. Ferramentas de Big Data, incluindo programas de código aberto como o Hadoop, tornam possível analisar as enormes quantidades de dados capturados por dispositivos IoT.

No ecossistema (ver Fig. 9), o autor identifica quase os mesmos elementos de mercado que o IDC, mas eles são divididos em segmentos de forma diferente. Mat Truck identifica três partes principais: plataformas horizontais, aplicações verticais e blocos de construção. O autor do ecossistema sublinha que, apesar dos negócios activos no domínio da criação de soluções verticais, os ambiciosos players do mercado pretendem tornar-se uma plataforma horizontal a partir da qual serão construídas todas as soluções verticais do domínio da Internet das Coisas. Assim, vários players do setor de automação residencial (SmartThings, Ninja Blocks, etc.) são desenvolvedores de plataformas de software horizontais. Grandes corporações, como GE e IBM, estão desenvolvendo ativamente suas plataformas. Empresas de telecomunicações como AT&T e Verizon também estão bem posicionadas para participar nesta corrida. A questão permanece em aberto até que ponto uma plataforma horizontal construída para uma classe de soluções verticais pode ser facilmente adaptada para soluções verticais de outra classe. Também não é ainda óbvio quais as plataformas – fechadas ou abertas – que têm perspetivas de assumir posições de liderança nesta área.

Soluções verticais na Fig. 9 há muitos marcados, eles estão agrupados em blocos menores. Não é possível comentar todos eles no âmbito de um artigo de revisão, por isso nos concentraremos apenas em alguns.

Por exemplo, a seção “computação vestível” destaca o novo dispositivo Google Glass, que foi anunciado pela primeira vez em fevereiro de 2012. O dispositivo baseado em Android (Fig. 10) é equipado com um display transparente localizado acima do olho direito e é capaz de gravar vídeo de alta qualidade, realizar funções de realidade aumentada, comunicações móveis, acesso à Internet e manter um diário de vídeo.

Arroz. 10. Google Vidro

Recentemente, dispositivos de fitness vestíveis tornaram-se populares, como Fitbit, Nike + Fuelband, Jawbone, com os quais os usuários podem monitorar seu nível de atividade física e contar as calorias queimadas (na Fig. 9 eles são colocados em uma categoria separada).

Um representante típico desse grupo é o dispositivo UP Jawbone (Fig. 11), que é uma pulseira esportiva que pode funcionar com as plataformas iPhone e Android. O dispositivo permite monitorar o sono, a dieta, os passos dados e as calorias queimadas. A pulseira possui um motor vibratório que pode servir como alarme ou lembrar ao usuário que ele ficou sentado por muito tempo. A pulseira é capaz de rastrear as fases do sono e acordar o dono justamente na fase do sono leve, quando é muito mais fácil acordar.

Arroz. 11. UP Jawbone permite que você lidere
monitoramento de exercícios

O dispositivo inclui um aplicativo social que ajuda a adicionar uma camada extra de motivação aos exercícios. Os usuários podem visualizar os dados de seus amigos, compartilhar resultados esportivos e competir.

Esses dispositivos vestíveis podem ser usados ​​para fins médicos, por exemplo, para monitorar remotamente a condição de um paciente (pressão arterial, frequência cardíaca, etc.), a fim de notificar entes queridos ou pessoal médico se os indicadores aumentarem. As tecnologias IoT são geralmente amplamente utilizadas na medicina - desde os mais simples sistemas de lembrete para tomar medicamentos até sondas introduzidas no corpo para monitorar o funcionamento dos órgãos e fazer um diagnóstico complexo.

A IoT é usada mais ativamente em tecnologias domésticas inteligentes: controle remoto de dispositivos domésticos via Internet, monitoramento e controle remoto de sistemas de aquecimento, iluminação, dispositivos de mídia, sistemas eletrônicos de segurança, alertas de intrusão, sistemas de proteção contra incêndio, etc.

Dos players destacados na seção de automação residencial na Fig. 9, é interessante destacar a empresa Nest Labs, que projeta e fabrica termostatos programáveis ​​e detectores de fumaça com suporte Wi-Fi e funções de autoaprendizagem. A startup, fundada em 2010 por dois ex-alunos da Apple, em poucos anos tornou-se uma empresa com mais de 130 funcionários.

A empresa lançou seu primeiro produto, um termostato (Fig. 12), em 2011. Em outubro de 2013, a Nest Labs anunciou o lançamento de um dispositivo de monitoramento de fumaça e monóxido de carbono. O termostato Nest permite a interação com o aparelho não só pela interface touchscreen, mas também remotamente, já que o termostato está conectado à Internet. A empresa pode distribuir atualizações para corrigir bugs, melhorar o desempenho e adicionar recursos adicionais. Para atualizar, o termostato deve estar conectado ao Wi-Fi e a uma bateria compatível com 3,7 V para permitir o download e a instalação de atualizações.

Arroz. 12. Termostato Nest Labs

A tecnologia IoT é amplamente utilizada no setor energético (medidores inteligentes, sistemas de detecção de perdas ou roubos na rede elétrica). O setor de petróleo e gás, por exemplo, utiliza monitoramento remoto de oleodutos.

Muitas soluções estão sendo desenvolvidas para uma operação mais segura dos veículos. A tecnologia de carros conectados permite que você use sistemas de chamada de ambulância de emergência a partir de um cartão SIM integrado. No seguro automóvel, começam a ser praticados cálculos de seguros baseados no monitoramento remoto da condução dos usuários. Sistemas de rastreamento de rotas de veículos, monitoramento de transporte de carga e controle de embarque e armazenamento são amplamente utilizados no transporte. Um sistema automatizado de controle de tráfego aéreo está em uso. Os governos municipais podem utilizar soluções IoT para gerir, operar e monitorizar sistemas de transporte público para otimizar o consumo de combustível, controlar e gerir os movimentos dos comboios. No varejo, estão se desenvolvendo a automação de tarefas de logística, monitoramento remoto e contabilidade de mercadorias equipadas com etiquetas RFID, inventário em tempo real e soluções de pagamento sem fio. Em sistemas de segurança pública - monitoramento e controle do estado de instalações industriais, pontes, túneis, etc. Na produção industrial - controle de processos de produção, diagnóstico remoto, controle de complexos robóticos. Na agricultura - controle remoto de sistemas de irrigação, monitoramento do estado e comportamento dos animais, monitoramento dos níveis de água em reservatórios, etc.

Então, o que é a “Internet das Coisas” – realidade ou perspectiva? Tendo em conta a análise efetuada, pode-se argumentar que esta é uma perspetiva que gradualmente se torna realidade.

IoT - Internet das Coisas

Internet das Coisas (IoT) - tecnologias modernas de telecomunicações
(Internet das Coisas - tecnologias modernas de telecomunicações)

29/08/16

O que é a Internet das Coisas? O que é a Internet das Coisas, IoT? Internet das Coisas (IoT) é um novo paradigma da Internet. O que significa o termo "Coisas" na Internet das Coisas. O termo “coisa” na Internet das Coisas (IoT) significa inteligente, ou seja, itens ou objetos "inteligentes" (Objetos Inteligentes ou SmartThings ou Dispositivos Inteligentes).

Como a Internet das Coisas (IoT) difere da Internet tradicional? Internet das Coisas (IoT) é uma rede de Internet tradicional ou existente, estendida por redes de computadores de dispositivos físicos ou coisas conectadas a ela, que podem organizar de forma independente vários padrões de comunicação ou modelos de conexão (Coisa - Coisa, Coisa - Usuário e Coisa - Objeto Web ).

Ressalta-se que Objetos Inteligentes são sensores ou atuadores equipados com um microcontrolador com sistema operacional de tempo real com pilha de protocolos, memória e dispositivo de comunicação, embutidos em diversos objetos, por exemplo, medidores de eletricidade ou gás, sensores de pressão, vibração ou temperaturas, interruptores, etc. Objetos “inteligentes” ou Smart Objects podem ser organizados em uma rede de computadores de objetos físicos que podem ser conectados através de gateways (hubs ou plataformas IoT especializadas) à Internet tradicional.

Atualmente, existem muitas definições do conceito Internet das Coisas (IoT). Mas, infelizmente, são contraditórios: não existe uma definição clara e inequívoca do conceito de Internet das Coisas (IoT).

Para compreender a essência da Internet das Coisas (IoT), é primeiro aconselhável considerar a infraestrutura da Internet e a WWW (World Wide Web) ou serviço Web. A Internet é uma rede de redes, ou seja, uma rede que conecta várias redes e nós individuais de usuários remotos usando roteadores e o protocolo de rede (internet) IP. Em outras palavras, o termo Internet refere-se a uma infra-estrutura de rede global que consiste em muitas redes de computadores e nós individuais conectados por canais de comunicação.

A Internet global é a base física do serviço Web. A Web é a World Wide Web ou um sistema distribuído de recursos de informação que fornece acesso a documentos de hipertexto (documentos da web) postados em sites da Internet. O acesso e a transmissão de documentos web em formato HTML pela Internet são realizados utilizando o protocolo de aplicação HTTP/HTTPS do serviço Web baseado na pilha de protocolos TCP/IP da Internet.

Levando em consideração o exposto, podemos concluir que a IoT é caracterizada por mudanças em grande escala na infraestrutura da Internet global e novos modelos de comunicação ou conexão: “coisa - coisa”, “coisa - usuário (usuário)” e “coisa - objeto web (objeto web)”.

É aconselhável considerar a Internet das Coisas (IoT) a nível tecnológico, económico e social.

No nível tecnológico, Internet das Coisas é um conceito para o desenvolvimento da infraestrutura de rede (a base física) da Internet, na qual coisas “inteligentes”, sem intervenção humana, são capazes de se conectar à rede para interação remota com outros dispositivos (Thing - Thing) ou interação com data centers autônomos ou em nuvem ou DATA centers (Thing - Web Objects) para transferência de dados para armazenamento, processamento, análise e tomada de decisões de gerenciamento visando a mudança do ambiente, ou para interação com terminais de usuários (Thing - Usuário) para monitorar e gerenciar esses dispositivos.

A Internet das Coisas (IoT) levará a mudanças nos modelos de desenvolvimento económico e social da sociedade. Existem várias classificações de Internet das Coisas (IoT) (por exemplo, Internet das Coisas Industrial - IIoT, Internet de Serviços - IoS, etc.) e áreas de sua utilização (em energia, transporte, medicina, agricultura, habitação e serviços comunitários). serviços, cidade inteligente, casa inteligente etc.).

A Cisco introduziu um novo conceito - Internet de Tudo, IoE ("Internet de Tudo" ou "Internet Abrangente"), e Internet das Coisas é o estágio inicial de desenvolvimento da "Internet Abrangente"

O desenvolvimento da Internet das Coisas ou Internet das Coisas (IoT) depende de:

• tecnologias de rede sem fio de baixo consumo de energia (LPWAN, WLAN, WPAN);
• o ritmo de implementação de redes celulares para Internet das Coisas (IoT): EC-GSM, LTE-M, NB-IoT e redes universais 5G;
• o ritmo de transição da Internet para a versão do protocolo IPv6;
• Tecnologias Smart Objects (sensores e atuadores equipados com microcontrolador, memória e dispositivo de comunicação);
• sistemas operacionais especializados com pilha de protocolos para microcontroladores, sensores e atuadores;
• uso generalizado da pilha de protocolos 6LoWPAN/IPv6 nos sistemas operacionais de microcontroladores para sensores e atuadores;
• uso eficaz da computação em nuvem para plataformas de Internet das Coisas (IoT);
• desenvolvimento de tecnologias M2M (máquina a máquina);
• aplicação de modernas tecnologias de redes definidas por software que reduzem a carga nos canais de comunicação.

Arquitetura da rede global da Internet das Coisas (IoT)

Como um fragmento da arquitetura da Internet das Coisas (IoT), considere uma rede (Fig. 1) composta por diversas redes de computadores de objetos físicos conectados à Internet por meio de um dos dispositivos: Gateway, Roteador de fronteira, Roteador.

Como decorre da arquitetura IoT, a rede da Internet das Coisas consiste em: redes de computadores de objetos físicos, a rede tradicional de Internet IP e diversos dispositivos (gateway, roteador de fronteira, etc.) conectando essas redes.

As redes computacionais de objetos físicos consistem em sensores e atuadores inteligentes (atuadores) integrados a uma rede computacional (pessoal, local e global) e controlados por um controlador central (gateway ou IoT Habs, ou plataforma IoT).

A Internet das Coisas (IoT) utiliza tecnologias para redes de computação sem fio de objetos físicos com baixo consumo de energia, que incluem redes de curto, médio e longo alcance (WPAN, WLAN, LPWAN).

Tecnologias sem fio de redes LPWAN (Low-power Wide-area Network) Internet das Coisas IoT

As tecnologias comuns de redes LPWAN de longo alcance, apresentadas na Fig. 1 incluem: LoRaWAN, SIGFOX, "Swift" e Internet das Coisas Celular ou CIoT abreviado (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT). As redes LPWAN também incluem outras tecnologias, por exemplo, ISA-100.11.a, Wireless, DASH7, Symphony Link, RPMA e assim por diante, que não são indicadas na Figura 1. Uma extensa lista de tecnologias é apresentada no site link-labs.

Uma das tecnologias mais difundidas é o LoRa, que se destina a redes de longo alcance, com o objetivo de transmitir dados de telemetria de diversos dispositivos de medição (sensores de água, gás, etc.) a longas distâncias.

LoRa é um método de modulação que define o protocolo da camada física do modelo OSI. A tecnologia de modulação LoRa pode ser usada em redes com diferentes topologias e diferentes protocolos de camada de enlace. Redes LPWAN eficazes são redes LoRaWAN que usam o protocolo de camada de link LoRaWAN (protocolo de camada de link MAC) e modulação LoRa como protocolo de camada física.

A rede LoRaWAN (Fig. 2.) consiste em End Nodes (transceptores ou módulos LoRa) conectados via redes sem fio a hubs/gateways ou estações base, Network Server (servidor de rede da operadora) e Application Server (servidor de aplicativos do provedor de serviços). A arquitetura de rede do LoRaWAN é “cliente-servidor”. LoRaWAN opera na camada 2 do modelo OSI.

A comunicação bidirecional é usada entre os nós finais e os componentes da rede do servidor. A interação entre os nós finais da rede local LoRaWAN e o servidor ocorre com base em protocolos da camada de enlace. O endereço usa identificadores exclusivos de dispositivos (nós finais) e identificadores exclusivos de aplicativos no servidor de aplicativos.

A camada física da pilha de protocolos LoRaMAC do segmento de rede do nó final-gateway, que opera na segunda camada do modelo OSI, é a modulação sem fio LoRa, e o protocolo MAC da camada de enlace é LoRaWAN. Os gateways LoRa são conectados ao servidor de rede do provedor ou operadora usando tecnologias padrão Wi-Fi/Ethernet/3G, que pertencem ao nível de interface de rede IP (níveis físico e de link da pilha TCP/IP).

O LoRa Gateway fornece interconexão de redes entre redes baseadas em tecnologias LoRa/LoRaWAN heterogêneas e Wi-Fi, Ethernet ou 3G. Na Fig. A Figura 1 mostra uma rede LoRa com um gateway, implementada em uma topologia em estrela, mas uma rede LoRa também pode ter vários gateways (estrutura de rede celular). Em uma rede LoRa com múltiplos gateways, “nós finais - gateway” são construídos usando uma topologia “estrela”, e “gateways - servidor” também são conectados usando uma topologia “estrela”.

Os dados recebidos dos nós finais são armazenados, exibidos e processados ​​no servidor de aplicativos (em um site independente ou na nuvem). Métodos de Big Data podem ser usados ​​para analisar dados de IoT. Os usuários, por meio de aplicativos clientes instalados em um smartphone ou PC, têm a capacidade de acessar informações no servidor de aplicativos.

As tecnologias SIGFOX (sigfox.com) e "Strij" (strij.net) são semelhantes às tecnologias LoRaWAN (www.semtech.com), mas apresentam algumas diferenças. A principal diferença está nos métodos de modulação que definem os protocolos da camada física dessas redes. As tecnologias SIGFOX, LoRaWAN e Strizh são concorrentes no mercado de redes LPWAN.

Os concorrentes no mercado de redes LPWAN incluem tecnologias CIoT (EC-GSM, LTE-M, NB-IoT), bem como G5. Eles são projetados para construir redes celulares LPWAN sem fio baseadas na infraestrutura existente das operadoras de celular. O uso de redes celulares tradicionais em IoT não é lucrativo, portanto atualmente o nicho de redes LPWAN é ocupado por LoRaWAN, SIGFOX, etc. Mas se as operadoras de celular implementarem prontamente tecnologias EC-GSM (Extended Coverage GCM), LTE-M (LTE para comunicações M2M) baseadas na evolução do GSM e no desenvolvimento de LTE, elas substituirão LoRaWAN, SIGFOX e outras tecnologias do mercado LPWAN .

As áreas mais promissoras para a construção de redes LPWAN sem fio incluem a Internet das Coisas de banda estreita NB-IoT (Narrow Band IoT) baseada em LTE, que pode ser implantada em cima de redes LTE existentes de operadoras de celular. Mas a direção estratégica na CIoT são as redes celulares 5G de nova geração, que suportarão a IoT.

A tecnologia 5G, projetada para funcionar com tráfego heterogêneo, fornecerá conexão à Internet para uma variedade de dispositivos com diferentes parâmetros (consumo de energia, taxas de transferência de dados, etc.), tanto dispositivos móveis (smartphones, telefones, tablets, etc.) quanto dispositivos inteligentes. Objetos (sensores ou atuadores).

Onde as redes LPWAN são usadas? Por exemplo, uma rede LoRa nacional já foi implantada para a Internet das Coisas na Holanda e na Coreia do Sul. As redes SigFox para IoT estão implantadas na Espanha e na França. Na Rússia, está sendo criada uma rede nacional "Strizh" para a Internet das Coisas (IoT), etc. Atualmente, os padrões LoRaWAN e NB-IoT estão sendo considerados como um padrão para redes de computação de objetos físicos LPWAN Internet of Things IoT.

Ressalta-se que na Internet das Coisas (IoT), juntamente com o uso de tecnologias em nuvem, são utilizadas tecnologias de computação em névoa. Isto se deve ao fato de que no modelo de nuvem utilizado na IoT, o ponto fraco é a largura de banda dos canais das operadoras de telecomunicações através dos quais os dados são trocados entre os dispositivos “nuvem” e “inteligentes” das redes de computação de objetos físicos.

O conceito de “fog computing” envolve a descentralização do processamento de dados, transferindo parte do trabalho de processamento de dados e tomada de decisões de gestão da “nuvem” diretamente para dispositivos de redes de computadores de objetos físicos.

Aumentar a capacidade dos canais de comunicação da computação em nuvem pode fornecer uma nova abordagem para sua construção baseada na tecnologia de Redes Definidas por Software (SDN). Portanto, a introdução do SDN melhorará a eficiência dos canais de comunicação da computação em nuvem e da Internet das Coisas (IoT).

Redes de área pessoal sem fio de baixo consumo e curto alcance (WPAN) - componentes da Internet das Coisas (IoT)

As redes WPAN (Fig. 1) incluem redes de sensores sem fio baseadas nas tecnologias: 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP, Z-Wave, ZigBee, BLE 4.2 (Bluetooth Mesh). Essas redes pertencem a redes mesh (redes auto-organizadas e auto-reparadoras com roteamento), que possuem uma topologia mesh e são componentes (componentes) da rede Internet das Coisas (IoT).

Redes de computadores pessoais baseadas nas tecnologias 6LoWPAN, Thread, ZigBee IP referem-se a redes IP com uma pilha de protocolos 6LoWPAN ou uma pilha IPv6 para redes 802.15.4 (Fig. 3). Eles usam o protocolo de rede 6LoWPAN (IPv6 sobre redes pessoais sem fio de baixa potência), que é uma versão do protocolo IPv6 para redes de sensores pessoais sem fio de baixa potência do padrão IEEE 802.15.4. O protocolo de roteamento usado é o RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks).

Arroz. 3. Pilha de protocolo 6LoWPAN para IoT

IEEE 802.15.4 (standards.ieee.org)é um padrão que descreve as camadas físicas IEEE 802.15.4 PHY e de enlace de dados do modelo de rede OSI. A camada de enlace de dados consiste na subcamada IEEE 802.15.4 MAC (Media Access Control) e na subcamada LLC (Logical Link Control). Várias tecnologias são construídas com base no padrão IEEE 802.15.4, por exemplo, ZigBee IP, Thread, 6LoWPAN.

Pilha de protocolo 6LoWPAN. A essência da operação de redes de computadores de objetos físicos em IoT baseadas na pilha de protocolos 6LoWPAN é a seguinte. Por exemplo, os dados do sensor são inseridos em um microcontrolador (MCU). O MK processa os dados recebidos do sensor com base em um programa aplicativo (End Nodes Applications), que foi criado pelo desenvolvedor da rede com base na API de um sistema operacional microcontrolador especializado.

Para transferir os dados processados ​​​​para a rede, o aplicativo End Nodes Applications acessa o protocolo da camada de aplicativo (Aplicativo - protocolos IoT) da pilha de protocolos do sistema operacional do microcontrolador e transmite os dados através da pilha para a camada física do sensor. Em seguida, os dados binários são enviados para a entrada dos roteadores Border (roteadores Edge). Para transferir dados do End Node através de roteadores de borda para o servidor Web (aplicação Web) através do protocolo de aplicação CoAP, é necessário negociar redes no nível de aplicação da pilha de protocolos CoAP-para-HTTP; para isso, um servidor proxy é usado.

A pilha de protocolos 6LoWPAN garante que dispositivos inteligentes de baixo consumo de energia sejam conectados à Internet por meio de roteadores, em vez de gateways IP especializados. Como as redes de baixa velocidade com uma pilha de protocolos 6LoWPAN para dispositivos com capacidades limitadas não são redes de trânsito para o tráfego de rede IP da Internet tradicional, elas são redes finais na Internet das Coisas (IoT) e estão conectadas à Internet através de roteadores de fronteira ou Roteadores de borda. O roteador de borda permite que a rede 6LoWPAN se comunique com a rede IPv6 traduzindo cabeçalhos IPv6 e fragmentando mensagens na camada de adaptação da pilha de protocolos (adaptação de 6LoWPAN).

Onda Z (z-wave.me)- uma das tecnologias de rede sem fio populares da Internet das Coisas (IoT) (padrão: Z-Wave e Z-Wave Plus). Rede Z-Wave (Fig. 1) com topologia mesh (rede mesh) e baixo consumo de energia, projetada para organização Smart Home. O protocolo de rede Z-Wave da pilha de protocolos de comunicação Z-Wave é implementado pela Sigma Designs como código fechado e é patenteado. As camadas inferiores de MAC e PHY estão incluídas no padrão ITU-T G.9959.

Z-Wave possui muitos dispositivos compatíveis (sensores e atuadores) para criar uma rede Smart Home. Você pode controlar sua rede doméstica Z-Wave remotamente usando o painel de controle via Home Controller; você pode controlar a operação da rede a partir de um PC e da Internet através de um smartphone. A rede Z-Wave está conectada à Internet através de um gateway IP especializado Gateway "Z-Wave for IP".

ZigBee (zigbee.org)é uma das tecnologias mais comuns para a construção de redes sem fio da Internet das Coisas (IoT) (o padrão aberto ZigBee). Uma rede ZigBee com topologia mesh (rede mesh) possui sua própria pilha de protocolos de comunicação IEEE 802.15.4/Zigbee, que não suporta o IP Internet Protocol. A rede computacional de objetos baseada na pilha ZigBee, para interação com dispositivos externos localizados na rede IP, é conectada à Internet por meio de um gateway IP especializado Gateway ZigBee. Atualmente, um novo padrão, ZigBee IPv6, foi criado.

As redes baseadas no novo padrão Zigbee IPv6 podem ser conectadas a uma rede IP através de um roteador em vez de um gateway especializado. O gateway Gateway ZigBee reempacota dados de um formato para outro e fornece interligação de redes entre redes baseadas em tecnologias heterogêneas MQTT/ZigBee - HTTP/TCP/IP. A tecnologia ZigBee é usada como padrão para coletar automaticamente leituras de medidores de eletricidade de assinantes e transmiti-las para servidores de operadoras de telecomunicações (sites off-line) ou para a Internet das Coisas (IoT) Habs Cloud.

Wi-Fi (www.wi-fi.org)é um conjunto de padrões de comunicação sem fio IEEE 802.11 que podem ser usados ​​para construir uma rede local sem fio (WLAN) baseada na pilha TCP/IP. A pilha de protocolos IEEE 802.11 consiste em uma camada física PHY e uma camada de enlace de dados com subcamadas lógicas de transferência de dados MAC e LLC. Os protocolos IEEE 802.11 (WiFi) pertencem à camada de interface de rede na pilha TCP/IP.

Uma rede local sem fio de objetos WiFi é conectada à Internet por meio de um roteador (Fig. 1). Deve-se notar que para construir redes locais sem fio, a Wi-Fi Alliance criou uma nova especificação, IEEE 802.11s, que fornece tecnologia para construção de redes mesh. Além disso, foi criado um novo padrão Wi-Fi HaLow (especificação IEEE 802.11ah) com baixo consumo de energia para a Internet das Coisas (IoT).

BLE 4.2 (bluetooth. com)é uma nova versão do padrão Bluetooth de baixa energia (Bluetooth LE), destinado à construção de redes sem fio como Smart Home. O novo padrão Bluetooth Mesh será implementado até o final de 2016. A pilha de protocolos de comunicação BLE 4.2 suporta o protocolo de rede IPv6 sobre BLUETOOTH(R) Low Energy ou 6LoWPAN, protocolos de camada de transporte (UDP, TCP) e de aplicação (COAP e MQTT).

A versão BLE 4.2 garante mínimo consumo de energia do equipamento e acesso a uma rede IP. As camadas MAC e PHY inferiores do Bluetooth LE Stack são: Bluetooth LE Link Layer e Bluetooth LE Physical. Para garantir a interação das redes (BLE 4.2 e Internet) no nível da rede (6LoWPAN com IPv6) e na camada de aplicação da pilha de protocolos (CoAP com HTTP), a rede BLE 4.2 pode ser conectada à Internet (Fig. 1) via roteadores de borda e proxy CoAP para -HTTP adequadamente.

Protocolos da camada de aplicação da Internet das Coisas (IoT)

Para transmitir dados na Internet das Coisas (IoT), são utilizados vários protocolos de nível de aplicação, sendo os mais comuns: DDS, MQTT, XMPP, AMQP, JMS, CoAP, REST/HTTP. DDS é um serviço de distribuição de dados para sistemas em tempo real e é um padrão OMG para middleware. DDS é a tecnologia central para implementação de IoT, baseada no modelo de comunicação de mensagens DCPS sem um intermediário intermediário (servidor).

MQTT, XMPP, AMQP, JMS são protocolos de mensagens baseados em um broker de acordo com o esquema de publicação/assinatura. O broker (servidor) pode ser implantado em uma plataforma em nuvem ou em um servidor local. Os programas clientes devem ser instalados em aplicativos de dispositivos inteligentes.

CoAP (Constrained Application Protocol) é um protocolo de transferência de dados IoT limitado, semelhante ao HTTP, mas adaptado para funcionar com dispositivos inteligentes de baixo desempenho. CoAP é baseado no estilo de arquitetura REST. Os servidores são acessados ​​por meio da URL do aplicativo do dispositivo inteligente. Os programas clientes usam métodos como GET, PUT, POST e DELETE para acessar recursos.

REST/HTTP – consiste em duas tecnologias REST e HTTP. REST é um estilo de arquitetura de software para sistemas distribuídos. REST descreve os princípios de interação entre aplicativos de dispositivos inteligentes e interfaces de programação REST API (serviço Web). Através da API REST, os aplicativos se comunicam entre si usando quatro métodos HTTP: GET, POST, PUT, DELETE. HTTP - Hypertext Transfer Protocol é um protocolo da camada de aplicação para transferência de dados. HTTP é usado para interação dispositivo-usuário. REST/HTTP é baseado no modelo de comunicação de mensagens req/res.

Para o acesso de redes de objetos físicos que não suportam o protocolo IP a redes IP e vice-versa, são utilizados hubs ou gateways, ou plataformas IoT, que garantem a coordenação de protocolos em vários níveis da pilha de protocolos de comunicação. Para acesso de redes de objetos físicos que suportam o protocolo IP para redes IP e vice-versa, os proxies são usados ​​para negociar protocolos em nível de aplicação (por exemplo, para negociar os protocolos CoAP e HTTP).

Hoje em dia muita gente fala em Internet das Coisas, mas nem todo mundo entende o que é.

Segundo a Wikipedia, este é o conceito de uma rede de computadores de objetos físicos (“coisas”), dotados de tecnologias integradas para interação entre si ou com o ambiente externo, considerando a organização de tais redes como um fenômeno que pode reconstruir os processos económicos e sociais, excluindo algumas das ações e operações, requerem a participação humana.

Em termos simples, a Internet das Coisas é uma espécie de rede na qual as coisas estão conectadas. E por coisas quero dizer qualquer coisa: um carro, um ferro, móveis, chinelos. Tudo isso poderá “comunicar-se” entre si sem intervenção humana por meio dos dados transmitidos.

O surgimento de tal sistema era esperado, pois a preguiça é o motor do progresso. Você não precisa ir à cafeteira pela manhã para fazer café. Ela já sabe quando você costuma acordar e, a essa altura, ela mesma preparará um café aromático. Legal? Talvez, mas quão realista é e quando aparecerá?

Como funciona

picjumbo.com

Estamos no início da jornada e ainda é cedo para falar em Internet das Coisas. Tomemos como exemplo a cafeteira sobre a qual escrevi acima. Agora a pessoa tem que inserir de forma independente o horário de despertar para que possa preparar o café da manhã. Mas o que acontece se a pessoa não estiver em casa nesse horário ou quiser um chá? Sim, está tudo igual, pois ele não mudou o programa e o pedaço de ferro sem alma voltou a fazer o café. Esse cenário é interessante, mas trata-se mais de automação de processos do que de Internet das Coisas.

Sempre tem uma pessoa no comando, ele é o centro. Há cada vez mais dispositivos inteligentes a cada ano, mas eles não funcionam sem um comando humano. Esta infeliz cafeteira terá que ser constantemente monitorada e o programa alterado, o que é inconveniente.

Como deveria funcionar

picjumbo.com

A Internet das Coisas implica que uma pessoa defina uma meta e não estabeleça um programa para atingir essa meta. É ainda melhor se o próprio sistema analisar os dados e prever os desejos de uma pessoa.

Você está voltando do trabalho para casa, cansado e com fome. A essa hora, o carro já avisou a casa que vai te trazer em meia hora: dizem, prepare-se. As luzes acendem, o termostato se ajusta a uma temperatura confortável e o jantar está sendo cozinhado no forno. Entramos em casa - a TV ligada com a gravação do jogo do nosso time de coração, o jantar estava pronto, bem-vindo ao lar.

Aqui estão as principais características da Internet das Coisas:

• Este é um acompanhamento constante das ações diárias de uma pessoa.
• Tudo acontece de forma transparente, discreta e orientada para resultados.
• Uma pessoa indica o que deve acontecer, não como fazer.

Ficção, você diria? Não, este é o futuro próximo, mas para alcançar tais resultados é necessário fazer muito mais.

Como conseguir isso

picjumbo.com

1. Centro único

É lógico que no centro de todas essas coisas não esteja uma pessoa, mas algum tipo de dispositivo que irá transmitir o programa para atingir o objetivo. Ele monitorará outros dispositivos e tarefas e coletará dados. Tal dispositivo deve estar em todas as casas, escritórios e outros lugares. Eles estarão unidos por uma única rede, por meio da qual trocarão dados e ajudarão uma pessoa em qualquer lugar.

Já podemos ver o início de tal centro agora. Amazon Echo, Google Home e parece que também estão trabalhando em algo semelhante. Esses sistemas já podem servir como centro de uma casa inteligente, embora as suas capacidades ainda sejam limitadas.

2. Normas comuns

Este será, talvez, o principal obstáculo no caminho para a Internet global das coisas. Para operação em larga escala do sistema, é necessário um único idioma. Apple, Google e Microsoft estão atualmente trabalhando em seu ecossistema. Mas todos eles se movem separadamente, em direções diferentes, o que significa que, na melhor das hipóteses, teremos sistemas locais difíceis de unir mesmo no nível da cidade.

Talvez um dos sistemas se torne um padrão ou cada rede permaneça local e não se transforme em algo global.

3. Segurança

Naturalmente, ao desenvolver tal sistema, é necessário cuidar da proteção dos dados. Se a rede for invadida por um hacker, ele saberá sobre você tudo. Coisas inteligentes irão entregá-lo aos invasores em um piscar de olhos, então você deve trabalhar seriamente na criptografia de dados. É claro que eles já estão trabalhando nisso, mas escândalos que surgem periodicamente indicam que a segurança ideal ainda está longe.

O que nos espera num futuro próximo

Mitch Nielsen/unsplash.com

Num futuro próximo, veremos casas inteligentes que abrirão portas para os proprietários quando eles se aproximarem, manterão um microclima confortável, reabastecerão a geladeira de forma independente e solicitarão os medicamentos necessários se uma pessoa estiver doente. Além disso, antes disso, a casa receberá os indicadores da pulseira inteligente e os encaminhará ao médico. Os carros autônomos circularão nas estradas e não haverá mais engarrafamentos nas próprias estradas. A Internet das Coisas permitirá desenvolver um sistema de controle de tráfego mais avançado que poderá evitar engarrafamentos e congestionamentos nas estradas.

Muitos gadgets já funcionam em conjunto com vários sistemas, mas nos próximos 5 a 10 anos experimentaremos um verdadeiro boom no desenvolvimento da Internet das Coisas. Mas no futuro é possível um cenário como o do desenho animado “WALL-E”, onde a humanidade se transformou em gordos indefesos servidos por robôs. Perspectiva mais ou menos. O que você acha?

Você provavelmente já ouviu a frase “Internet das Coisas” e viu a sigla IoT, mas talvez não saiba o que está escondido por trás delas. O que é IoT ou Internet das Coisas?

IoT refere-se à conexão de dispositivos (exceto computadores e smartphones comuns) via Internet. Carros, utensílios de cozinha e até monitores cardíacos podem ser conectados via IoT. E à medida que a Internet das Coisas continuar a crescer nos próximos anos, mais dispositivos aparecerão nesta lista.

Preparamos um guia para iniciantes em IoT para ajudá-lo a navegar no incrível mundo conectado.

Conceitos e definições básicas

Abaixo publicamos um pequeno dicionário com definições relacionadas à Internet das coisas.

IoT, ou Internet das Coisas, é uma rede de objetos conectados via Internet que pode coletar e trocar dados provenientes de serviços integrados.

Dispositivos incluídos na Internet das Coisas - quaisquer dispositivos autónomos ligados à Internet que possam ser monitorizados e/ou controlados remotamente.

Ecossistema IoT, ou Internet das coisas, - todos os componentes que permitem que empresas, governos e utilizadores liguem os seus dispositivos IoT, incluindo painéis de controlo, dashboards, redes, gateways, análises, armazenamento e segurança.

Camada física - hardware usado em dispositivos IoT, incluindo sensores e equipamentos de rede.

Camada de rede é responsável por transmitir os dados coletados na camada física para diversos dispositivos.

Nível de aplicação inclui os protocolos e interfaces que os dispositivos usam para identificar e comunicar uns com os outros.

Painéis de controle permitir que as pessoas usem dispositivos IoT conectando-os e controlando-os por meio de um painel, como um aplicativo móvel. Os controles remotos incluem smartphones, tablets, PCs, relógios inteligentes, TVs e controles remotos não tradicionais.

Barras de ferramentas fornecer informações sobre o ecossistema IoT aos usuários, permitindo-lhes gerenciar o ecossistema IoT. Geralmente é usado controle remoto.

Análise - sistemas de software que analisam dados recebidos de dispositivos IoT. A análise é usada em uma ampla variedade de cenários, como previsão de manutenção.

Armazenamento de dados - onde os dados dos dispositivos IoT são armazenados.

Redes - Uma camada de comunicação pela Internet que permite que as operadoras se comuniquem com um dispositivo e que os dispositivos se comuniquem entre si.

Indústria de IoT

As seguintes áreas se beneficiarão do uso de dispositivos IoT:
- Produção;
- transporte;
- defesa;
- Agricultura;
- a infraestrutura;
- vendas no varejo;
- logística;
- bancos;
- petróleo, gás, mineração;
- negócio de seguros;
- casas inteligentes;
- produção de alimentos;
- serviço;
- hospitais;
- protecção da saúde;
- edifícios inteligentes;
- Empresas de IoT.

Centenas de empresas já estão envolvidas na Internet das Coisas e sua lista só aumentará nos próximos anos.

Plataformas IoT

Um dispositivo IoT se conecta a outro para transmitir informações por meio de protocolos de Internet. As plataformas IoT servem como ponte entre os sensores dos dispositivos e a rede de dados.

Aqui estão algumas das maiores plataformas IoT atualmente ativas neste mercado:
- Amazon Web Services;
-Microsoft Azure;
- Plataforma IoT ThingWorx;
- Watson da IBM;
- Cisco IoT Cloud Connect;
- Salesforce IoT Cloud;
- Nuvem Integrada Oracle;
- GE Predice.

Quer mais novidades?

Vamos descobrir o que é a Internet das Coisas, por onde começar a estudá-la, quais designers são adequados para isso e quais competições estão sendo realizadas hoje.

O que é a Internet das Coisas (IoT)

Não será surpresa para ninguém que qualquer item, seja eletrodomésticos ou roupas, possa ser conectado à Internet. Uma geladeira inteligente, uma chaleira, kits de construção para ensinar crianças... Enquanto algumas pessoas conectam uma cafeteira, um relógio e outras coisas à World Wide Web, outras ficam perplexas sobre por que complicar objetos e equipamentos fáceis de usar. O que exatamente é a Internet das Coisas?

Conceito de Internet das coisas

Internet das Coisas (IoT)- o conceito de uma rede de computadores de objetos físicos (“coisas”) dotada de tecnologias integradas para interagir entre si ou com o ambiente externo, considerando a organização de tais redes como um fenômeno que pode reconstruir processos econômicos e sociais, eliminando a necessidade de participação humana a partir de algumas ações e operações (Wikipedia).

A ideia da Internet das Coisas não é conectar tudo à Internet. O objetivo é automatizar processos e ensinar objetos em rede a trocar informações. Como? Através de vários sensores embutidos ou conectados a objetos. Para que? Para que os próprios objetos “tomem decisões” e atuem sem intervenção humana.

No início de 2015, Presidente do Conselho de Administração do Google Érico Schmidt :

Responderei de forma muito simples que a Internet irá desaparecer. Haverá tantos endereços IP, tantos dispositivos, sensores, wearables, coisas que se comunicam com você, mas você nem sentirá isso. Eles sempre irão acompanhá-lo. Imagine entrar em uma sala e ela é dinâmica e você pode interagir com o que está acontecendo nela. O que surge é um mundo muito personalizado, muito interativo e muito, muito interessante.

Um exemplo quase clássico de implementação da Internet das Coisas que já funciona hoje é o Yandex.Traffic. Muitos carros equipados com Yandex.Navigator enviam suas coordenadas, velocidade e direção para o sistema. A informação é processada e o mapa mostra não só as estradas, mas também o seu congestionamento em “tempo real”. Graças a isso, os navegadores podem traçar um percurso, levando em consideração não só as distâncias, mas também os engarrafamentos.

Se você ainda não sabe por que precisa conectar uma chaleira à Internet, tente ser criativo. Era uma vez, a maioria dos proprietários de telefones acreditava que eles eram necessários apenas para chamadas. Hoje, muitas pessoas que perderam o smartphone conectado à Internet por um dia estão em estado de choque.

Ninguém sabe ao certo quais funções terá a chaleira de amanhã. Talvez funcione em conjunto com uma pulseira inteligente no pulso, coletando dados sobre a quantidade de água ingerida, suas características, frequência cardíaca e outros indicadores. Tudo isso será enviado ao cardiologista virtual, e você receberá recomendações e alertas.

História da IoT

Mesmo antes do advento da própria Internet, em 1926 Nikola Tesla em entrevista à revista Collier, ele disse que no futuro o rádio se transformará em um “grande cérebro”, todas as coisas passarão a fazer parte de um todo e as ferramentas que tornam isso possível caberão facilmente no seu bolso.

Em 1990, um dos criadores do protocolo TCP/IP John Romkey conectou a torradeira à rede, ou seja, na verdade criou a primeira coisa da Internet do mundo.

Em 1999, o termo Internet das Coisas foi cunhado Kevin Ashton, na época gerente assistente de marca da Procter & Gamble. No mesmo ano eles David Brock E Sanjay Sarma fundou o Auto-ID Center, que trata de identificação por radiofrequência (RFID) e tecnologias de sensores, graças ao qual o conceito de Internet das Coisas se difundiu.

Em 2008-2009, a Cisco informou que o número de dispositivos conectados à Internet excedeu o número de pessoas no planeta.

Desde 2010, a Internet das Coisas tem vindo a desenvolver-se de forma constante graças à proliferação generalizada de redes sem fios e tecnologias de nuvem, de processadores e sensores mais baratos e ao desenvolvimento de tecnologias de transmissão de dados energeticamente eficientes. A tecnologia da Internet das Coisas, assim como a robótica, é reconhecida como inovadora, ou seja, mudando nossas vidas e processos econômicos. O mundo continua a mudar diante dos nossos olhos.

Competições de IoT

A Internet das Coisas está incluída na lista de profissões (competências) do Campeonato Nacional de Profissões Trabalhadoras Habilidades Mundiais e competições semelhantes para crianças em idade escolar Habilidades Júnior. Em 2016, o campeonato JuniorSkills na competência “Internet das Coisas” é realizado como parte do VIII festival russo de robótica “Robofest-2016”. A competição será realizada em duas categorias JuniorSkills: o tema “Cidade Inteligente” para participantes maiores de 10 anos e “Agricultura Inteligente” para maiores de 14 anos.

Em 2016, a Internet das Coisas também foi incluída em uma categoria criativa separada da Olimpíada Russa de Robótica. O tema deste ano é saúde.

Kits de aprendizagem da Internet das Coisas

Você decidiu acompanhar os tempos, dominar a tecnologia da Internet das Coisas e se tornar um mago técnico? Você está pronto para mudar o mundo ao seu redor, quebrando tudo que atrapalha, conectando as coisas ao seu redor à Internet e dotando-as de “mente”? Vamos descobrir quais componentes ou kits de construção são adequados para estudar a Internet das Coisas.

Os dispositivos inteligentes do mundo IoT devem coletar dados do ambiente, transmitir informações via Internet (ou comunicação local) para outros dispositivos e também receber informações deles. Para que os dispositivos tenham “inteligência”, os dados recebidos devem ser analisados ​​por um programa que tira conclusões e toma decisões. Os objetos do mundo da Internet das Coisas são, em muitos aspectos, semelhantes aos robôs e sua criação requer controladores, sensores e, se necessário, atuadores.

Um componente importante é o processamento de dados. Podemos dizer que os objetos conectados às redes de processamento de dados adquirem “inteligência”. Existem várias plataformas de hardware e software para o desenvolvimento de aplicações IoT.

Uma solução de software popular é o ThingWorx.

Comum na robótica, Arduino é o que você precisa para criar projetos educacionais na área de IoT. Uma placa de expansão Ethernet Shield é usada para conectar-se à rede. Todas as placas e sensores necessários podem ser adquiridos separadamente. Existem também kits especializados prontos baseados em Arduino. Sua vantagem não é apenas uma composição bem pensada, mas também exemplos de códigos de programa.

Kit de treinamento básico de IoT Smart Agriculture

Em alguns casos, as competições regulamentam os equipamentos utilizados. Assim, o kit WorldSkills Smart Agriculture, criado para estudar a Internet das Coisas no tema Agricultura Inteligente, foi aceito para o campeonato JuniorSkills desta temporada.

Conteúdo do kit de treinamento:

• Placa Arduino Uno R3;
• Placa Ethernet W5100 Shield;
• módulo sensor de temperatura e umidade DHT11;
• Cabo Ethernet;
• termômetro digital DS18B20;
• módulo sensor de luz;
• módulo sensor de umidade/sólidos do solo (Sensor de Umidade);
• Escudo do Sensor IO;
• conectando fios;
• almofadas;
• adaptador de rede (5V, 1A, 5W);
• caixa.

Esses kits são convenientes para prototipagem rápida de dispositivos, o que é importante para organizar o processo de aprendizagem.

Para montar modelos educacionais da Internet das Coisas, é conveniente utilizar placas de expansão (shields) que possuem diversos sensores utilizados com frequência. — uma placa universal na qual estão instalados:

• sensor digital de temperatura e umidade DHT11,
• sensor de temperatura analógico LM35,
• sensor de luz analógico,
• receptor de sinais IR do controle remoto,
• alto-falante para gerar sinais sonoros simples,
• dois botões e um potenciômetro,
• três LEDs.

O modelo agrícola pode ser qualquer planta de interior. Esqueceu de regar? Imagine que a própria flor pode lhe dizer que é hora de cuidar dela. Para isso, é necessário colocar sensores de temperatura e umidade no solo e monitorar seus indicadores, além de controlar a iluminação ao redor.

Kit de treinamento básico de IoT Smart Agriculture. Modelo com planta de casa

Vídeo tutorial demonstrando como é fácil montar o kit:

Para que tal modelo se torne a Internet das Coisas, é necessário criar um serviço analítico de Internet em nuvem que tome de forma independente a decisão de ligar o sistema de irrigação com base nos dados coletados.

O pacote estendido de equipamentos Juniorskills Smart Agriculture inclui uma bomba submersível. Quem sabe o que mais você pode querer ensinar a ela além de regar flores de interior? Você pode decidir que sua bomba inteligente deve “se comunicar” não apenas com os vasos de plantas de interior, mas também com a chaleira, que informa que o nível da água está muito baixo, e o smartphone do proprietário do “guarda de tecnologia inteligente” exige água fervente com urgência.

Espero que depois de ler o artigo você não quebre todos os equipamentos de sua casa, o espírito de inovação e mudança que a Internet das Coisas traz se instale em seu coração, e você queira fazer parte da magia técnica.