Editorial: IoT - Internet das Coisas - Mocinha ou Vilã?

Introdução

 

20 bilhões de equipamentos eletrônicos conectados até 2020. Essa é a previsão dos fabricantes de semicondutores para o que chamamos de IoT - Internet of Things, uma diversidade de equipamentos eletrônicos se comunicando e que torna a nossa vida melhor, a medida que esses sistemas nos fornecem dados importantes para nosso dia a dia, realizam pagamentos, tomam decisões baseadas em nossas preferências e hábitos, etc. Uma série de desafios devem ser enfrentados para que isso se torne realidade. Debateremos nesse texto algumas possibilidades sobre como será nosso futuro com essa série de equipamentos conectados e quais são os principais desafios para que isso se torne realidade.

 

 

História

 

E esse nome “Internet das Coisas”, de onde vem? Basicamente o termo “Internet das Coisas” refere-se à rede de objetos físicos que possuem software embarcado para processar dados externos ou gerar informações para o mundo externo. E seu primeiro uso foi datado em 1999, por Keven Ashton, um funcionário da Procter & Gamble, durante uma apresentação.

 

O diagrama abaixo ilustra um pouco os fatos que marcaram a evolução das “coisas conectadas”.

 

 

História do IoT
História do IoT

 

 

 

Alguns fatores contribuíram para que pudéssemos chegar até a era das coisas conectadas, para que o Internet of Things se tornasse possível. Isso foi o conjunto de avanços e junção de três áreas de tecnologia distintas:

 

  • Eletrônica: redução do custo, aumento da capacidade de processamento, baixo consumo
  • Telecomunicações: redes sem fio, protocolos inteligentes, Internet mais rápida
  • Computação: firmware orientado a eventos e gerenciamento do consumo

 

Existem diversas razões pelas quais as empresas escolhem desenvolver um produto conectado. Conhecemos a premissa que o melhor produto é aquele que  cliente quer comprar, certo? E hoje já existe um segmento do mercado que quer um produto com características pronto para enviar dados utilizando rede sem fio e integrado a vários sistemas, softwares ou apps. Ao desenvolver um produto com conectitividade, pode-se ampliar a possibilidade de uso do equipamento, pois o cliente pode integrar o produto com sua rede já existente e novas possibilidades de uso podem surgir. Isso vem acompanhado pelo surgimento de novas oportunidades de negócios que podem estar ligados ao tratamento de dados ou controle remoto. Além disso, uma empresa ao desenvolver um equipamento com tais características agrega valor ao produto e à sua marca.

 

No entanto, o tempo de desenvolvimento, custo e segurança são fatores importantes e que podem postegar a execução de projetos com mais características que somente as mais básicas. Para muitas startups de hardware o MVP (Minimum Viable Product - Produto Mínimo Viável) tem que incluir características de IoT para que o produto seja viável porque a empresa não é conhecida e seria importante que ela já lançasse um produto de impacto, com conectividade, respeitando fatores de segurança mínimos para seus equipamentos.

 

Mas o que realmente muda em um produto para IoT? Podemos destacar cinco pontos principais, todos eles ligados a conectividade e energia:

 

  • Comunicação;
  • Consumo de Energia;
  • Infraestrutura;
  • Escalabilidade;
  • Segurança.

 

 

A escolha adequada da tecnologia é talvez o maior desafio com relação à comunicação, se a comunicação é com ou sem fio, qual o padrão de comunicação utilizar, que pode impactar nos outros fatores importantes para escolha da arquitetura. O consumo de energia é um fator importante que é afetado pela escolha do meio de comunicação. Todo o sistema tem que levar esse fator em consideração, desde os circuitos de alimentação até circuitos especiais feitos para permitir o controle de consumo de determinadas partes do sistema, que devem ser controlados sob demanda para economia de energia. O processador e módulo de comunicação também entram na conta para sabermos quanto o sistema consome, e esse fator pode determinar banda, modo de identificação e alcance do módulo de comunicação. Para o processador, é possível economia de energia de processamento se operado em modos especiais de baixo consumo (low power mode) ou em frequências de operação mais baixas.

 

Claro que toda essa discussão começa a partir do conhecimento da forma em que o sistema vai ser alimentado, se é plugado à tomada, possui auto geração de energia, é alimentado por bateria (e qual o tamanho e tecnologia dessa bateria) e se é alimentado por algum meio referente a Energy Harvesting.

 

O aspecto de infraestrutura de comunicação é muito importante ao se criar um novo ecossistema com equipamentos eletrônicos na IoT. O tipo de acesso, se  distribuído ou centralizado deve ser analisado para que não se tenha surpresas ao se verificar todo o parque instalado funcionando. Deve ser considerado qual o processo de configuração adotado, e como proceder atualização de firmwares, se remoto ou não, além da substituição de equipamentos antigos e a instalação de novos equipamentos.

 

Se pensarmos que na IoT o produto pode prestar um serviço se estiver conectado a vários outros dispositivos e redes, um conceito importante passa a ser o de intercomunicação e escalabilidade da rede. A medida que os equipamentos eletrônicos podem não somente fornecer dados, mas tratar esses dados de forma inteligente e fornecer soluções que antes não seriam possíveis sem essa rede instalada, o produto passa a ter muito mais valor agregado, caso essa informação for relevante pro usuário. Em uma rede dessas, com possibilidades de intercomunicação, os pontos de conexão e expansão devem ser estudados afim de se permitir que o sistema cresça e seja escalável, sem prejudicar diversos aspectos, como por exemplo, performance de comunicação na rede.

 

Com relação à segurança, esse pode ser o calcanhar de aquiles dos sistemas IoT. É importante que não se permita que equipamentos não autorizados entrem em uma rede e provoquem o mal funcionamento ou funcionamento de maneira indevida. Uma forma de se implementar tal proteção é em hardware, utilizando de elementos de criptografia e protegendo a rede para que sistemas que não tenham as chaves de criptografia corretas entrem na rede. Para equipamentos conectados ao smartphone ou à servidores remotos, servidores acessados via rede sem fio, toda a infraestrutura precisa ser pensada e analisada para que se elimine vulnerabilidades de ataque na rede. Como toda esse aparato de segurança pode ser muito caro, muitos dos equipamentos que surgirão em um futuro não muito distante podem não possuir toda essa preocupação com IoT, o que pode vir a se tornar um pesadelo para seus criadores e usuários no futuro.

 

 

Os Otimistas - O mundo está mudando

 

O mundo mudou rápido demais. É isso que muita gente sente quando se depara com diversas máquinas conversando entre si: nossos equipamentos estão conectados e muitas vezes estabelecendo um diálogo, uns com os outros. Estamos vivendo num mundo novo principalmente pelos computadores que hoje carregamos em nossos bolsos, conectados a uma rede móvel. Os smartphones deixaram a comunicação mais eficiente. Skype, Snapchat  e Whatsapp, além de outros apps, fizeram com que pessoas se comunicassem de forma rápida e as distâncias diminuiram. O sempre estar conectado nos deixou mais próximos das pessoas e, de certa forma, melhorou nossa vida. Por outro lado, também estamos com o controle de diversos equipamentos à nossa volta, em nossa mão.

 

O futuro com certeza nos reserva momentos dignos de filmes de ficção científica. A casa, o carro e as cidades inteligentes estão sendo trabalhados por empresas e startups por todo o mundo. A Cadillac acaba de anunciar um carro que vai dirigir sozinho em modo cruise, de forma segura. Neste carro o motorista não vai tocar no acelerador, freio ou volante. ele simlesmente vai dirigir sozinho. Diversos testes estão sendo feitos e acredita-se que essa tecnologia pode salvar vidas, à medida que sistemas de monitoramento nos carros podem evitar acidentes. E tão logo essas tecnologias começarem a ser oferecidas para o grande público, as leis podem mudar por conta da nova necessidade de segurança, o que abriria um mercado incrível, e aí a mudança seria mais visível e intensa. É facil imaginar que carros que comunicam entre si e sabem sensoriar tudo que está à sua volta, e são equipados com sistemas de geolocalização mais precisos, seriam mais seguros, mais convenientes e eficientes.

 

Wearables podem medir diversos aspectos de nosso dia a dia e monitorar nossa saúde. Esses dispositivos integrados ao carro e ao smartphone podem dar indicações para as prefeituras e centros que tomam conta das respectivas cidades, informando, por exemplo, os seus piores lugares em relação a circulação de carros. Esse dado, somado aos dados de trânsito já disponíveis atualmente, poderiam ser utilizados pelos tomadores de decisão da cidade para resolver problemas de trânsito em determinados locais e mapear quais são os locais onde as pessoas ficam mais estressadas dentro de seus carros. Semáforos inteligentes podem ser reprogramados em tempo real e sem interferência humana, e sistemas de informação das centrais de controle de tráfego podem estar conectados com os carros para tomada de decisão. Mas não só no trânsito poderiam esses dispositivos ajudar a melhorar a vida das pessoas. Esses mesmos dispositivos podem ajudar no trabalho, na academia, no dia a dia, a fim de dar informações importantes para que se tenha uma qualidade de vida melhor. Além disso, podem ser uma ferramenta importante para pessoas mais velhas que sofrem de problema de pressão e/ou moram sozinhas. Um produto pode monitorar os sinais vitais que, em conjunto com sensores de aceleração/movimento e GPS,  pode avisar a unidade de atendimento emergencial mais próxima, ou mesmo o próprio médico, fazendo com que exista um pré-atendimento, evitando que sintomas mais graves apareçam.

 

A casa conectada, ou casa inteligente, vai mudar a forma que você interage com seus equipamentos em casa. Sua geladeira pode informar ao supermercado que é hora de entregar novas compras para você. O supermercado semanal então passa a ser coisa de ficção científica pois o processo de compra se torna automático.  Seu sono passa a ser monitorado por seu weareable, cama e travesseiro, e você recebe mais dados sobre como fazer para poder descansar melhor a noite. Suas tomadas de energia podem ser desativadas pelo smartphone, e, então, as crianças não teriam mais risco de ser eletrocutadas. Diferentes alimentos podem ser cozidos ao mesmo tempo dentro de um mesmo forno e todo o controle disso poderia ser feito por celular. A porta de sua residência o conhece quando você chega em casa e, se alguém chega em sua porta e você não está, abre um canal de vídeo contigo em seu celular. Ao sair de casa ou ao chegar no escritório, seu café pode estar pronto. Os controles já conhecidos de luz, cortina, banheira e som, agora ganham controles mais sofisticados, que podem mudar conforme seu humor. Isso tudo programado de acordo com os dados de seu wearable.

 

Bom, tudo isso é uma imagem do que pode ser nosso mundo em alguns anos. O preço disso tudo pode ser alto e não acessível a muitas pessoas. Mas muitas dessas tecnologias nascem open source e impulsionadas pela galera do Arduino e Raspberry Pi. Muitas Startups estão agora, nesse momento, pensando em como mudar a sua vida. Em um mundo de compartilhamento, com novas ideias como Uber, AirBnb e Skype, novos dispositivos eletrônicos surgirão e deixarão nossas vidas mais práticas, fazendo com que nós precisemos de menos recursos para vivermos uma vida melhor. Nossas cidades serão inteligentes e mais agradáveis de viver, o que resulta em qualidade de vida.

 

 

Os pessimistas - Uma visão mais pragmática

 

Para os que acompanham as notícias de tecnologia é certo que o termo IoT já está pra lá de explicado e saturado, o número de dispositivos conectados cresce a cada nova publicação sobre o assunto e as previsões crescem em uma taxa muito maior.

 

É fato que conectar dispositivos eletrônicos à internet não é algo novo. Na verdade, se pensarmos friamente, a Internet nasceu das coisas, pois naquela época os computadores eram coisas. O que nos parece estar acontecendo agora é que a mídia e as grandes empresas (tanto relacionadas a software quanto a hardware) estão apostando suas fichas na melhor integração Coisa-Internet-Usuário.

 

Tomando um olhar mais ácido sobre o assunto podemos iniciar nos questionando sobre qual o propósito de oferecer um produto que se integre e conecte? Oferecer a integração a rede é em si digno de ser destacado como principal ponto de valor? Oferecer um recurso tecnológico a um dispositivo deve ser a um propósito. Um ponto que é encontrado em todas as publicações é que inúmeras oportunidades de negócio surgirão, mas até o momento casos como monitoramento de potes é que nos surgiram.

 

No intuito de oferecer possibilidades mais concretas podemos traçar a discussão estabelecendo que a conexão não é e não deve ser a oferta central. Podemos observar o caso da Nest. O termômetro não precisa ser ligado à internet, mas caso o mesmo seja ligado é possível obter uma análise do consumo e alguns outros recursos. A questão central é: Resolver um problema de fato e ampliar as possibilidades através das conexões à internet. E não controlar as lâmpadas de uma casa de forma remota não me parece um problema de valor. Interruptores nos atendem bem nessa área.

 

A grande questão em aberto é que os modelos de negócios que se valham da IoT ainda estão por se estabelecer e a partir de uma solução de um problema verdadeiro a busca por oferecer novas soluções pode iniciar a partir dessa base e nesse momento, nos parece que estamos conectando as coisas porque podemos e a partir disso extraímos informação.

 

O que podemos obter com um produto conectado? Inicialmente podemos começar a tratar o hardware um pouco mais como software  e oferecer updates e melhorias sem o custo logístico de substituir o dispositivo, ampliando a sua vida útil. Podemos ainda absorver informações sobre o uso do dispositivo pelo usuário e melhorar a sua experiência, além de identificar principais pontos de falha e iterar para melhorar o desempenho do produto, ou mesmo otimizar o custo de produção.

 

O simples fato de podermos conectar dispositivos eletrônicos à internet trás à tona diversos questionamentos e preocupações:

  1. Será que existe infraestrutura suficiente em toda a cadeia da Internet para atender à demanda do volume de dados a serem trafegados?
  2. Como fica a questão da segurança dos dados fim-a-fim? Será que dispositivos eletrônicos que deveriam ser extremamente baratos terão seu custo aumentado porque devem incluir “features” de segurança (ex. criptografia)? O que poderia acontecer se um hacker conseguisse invadir os dispositivos da sua casa?
  3. Quem possui o direito sobre os dados coletados? A partir do momento em que eles estão na nuvem, quem é o dono deles? Será que a sua privacidade (que já é bem pouca quando você utiliza a internet) não vai se tornar cada vez menor?
  4. Com milhares de empresas atuando em aplicações de IoT, como fica a questão de padronização de protocolo, interoperabilidade, certificações e homologações?

 

 

Conclusão

 

Muitos desafios ainda tem que ser superados para que equipamentos conectados passem a ser parte e nosso dia a dia. A casa, o carro, a cidade, essa realidade ainda está distante de existir mesmo nos países mais evoluídos. Poder público pode regulamentar o funcionamento dessas tecnologias, principalmente preocupados com a segurança (imagine um blackout originado por alguém que conseguiu entrar indevidamente na rede de iluminação pública, ou mesmo carros que provocam acidentes fatais por conta de bugs - quem regula tudo isso?). Gigantes como Google, Microsoft, Apple e Samsung não vão entrar nesse mercado de bilhões de dólares? Se sim, eles podem vir com um padrão proprietário e instalar seus equipamentos. Mas o futuro está ai, e os weareables já se comunicam com nossos smartphones e já possuímos diversos dados de nossa rotina, que podem ser utilizados a nosso favor. O futuro próximo ainda é incerto mas certamente repleto de sistemas eletrônicos conectados se comunicando uns com os outros.

 

Escreveram esse texto: Diego SueiroEuripedes FilhoFábio SouzaHenrique RossiRodrigo Almeida e Thiago Lima

 

Imagem: luxcapital.com/

 

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Franklin S.C. Bonfim
Visitante
Franklin Bonfim

Muito bom o artigo!

Marlon Tiedt
Visitante

Parabéns pelo artigo. Uma dúvida que tenho sobre IoT é sobre a conexão com a internet. Posso considerar IoT um equipamento que adquiri dados diversos e envia para internet em intervalos de tempo, ou necessariamente, tem que estar conectado 100%. Outra dúvida sobre IoT, é o caso do Arduino. Por definição ele não tem acesso a rede internet, porém, ele pode estar conectado a um PC por bluetooth ou serial, com um software escrito em .Net C#, que pega os dados recebidos e envia para a internet e recebe ações da internet e manda para o Arduino. Este caso é… Leia mais »

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Visitante
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Vi que um ou dois de vocês são formados em Eng. de controle e automação. Façam um paralelo entre Redes Foundation FieldBus e OPC com IoT. Agora veja que os sistemas de automação são muito mais robustos do que a IoT realmente necessita. Muitos problemas já resolvidos? Agora pegue a Cisco e faça sua escalabilidade para a Rede TCP/IP. Quer mais escalabilidade? Veja o modelo de desenvolvimento colaborativo da LINUX e Arduino. Players grandes do mercado envolvidos? Uma dica (OPC), Vejam a AllSeen aliance e Open Interconnect e encontrem esses players. Abs.

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Visitante
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Caraca velho. Não acredito que esse artigo é de ontem. Você está a anos luz do que realmente está acontecendo no mercado. Praticamente todos problemas que você expôs já estão sendo resolvidos de forma tão rápida que eu estou impressionado. Gaste pelo menos mais uma semana pesquisando sobre o assunto que você orá mudar o seu "será?"

Thiago Lima
Visitante

Obrigado pelo comentario, .... . Nao acho provavel que tenhamos 20 bilhoes de coisas conectadas em 2020 por conta dos desafios de seguranca e pelo proprio desejo do consumidor em adquirir equipamentos que facilitem sua vida. Eu gosto de um monte de gadgets, mas nao sei como seria isso em todo mundo, para diferentes classes sociais. Abracos.

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Visitante
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Para a segurança veja o que o OPC fez depois de 11 de setembro para a automação industrial e depois faça um paralelo com o que a AllSeen aliance está fazendo. Agora para a proposta de valor, vou deixar você pensar um pouco em como a Apple fez com o que hoje chamamos de "smartphone" daquilo que a microsoft, Nokia, blackberry e outros tentavam fazer.

Euripedes Filho
Visitante
Euripedes Rocha Filho

Estão sendo resolvidos != resolvidos. Seria interessante que listasse de forma mais objetiva seu contraponto ao artigo.
Em parte eu concordo que as redes industriais representam um modelo em escala reduzida do que se diz que será IoT, entretanto não creio por exemplo na idea do TCP/IP como base pra comunicação. Uma camada de rede mais "light" e eventualmente menos "confiável" é mais interessante por questões de consumo por exemplo. E isso é a contramão das redes indústriais que demandam alto grau de confiabilidade.

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Visitante
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Na verdade já foram todos resolvidos para as redes industriais, até mesmo o problema de segurança depois de 11 de setembro ( A velha história do ataque as rede de automação das usinas nucleares ). As redes industriais são apenas um paralelo para copiar o que já foi resolvido e aplicar às necessidades de IoT. IoT roda sobre TCP/IP (internet) e isso não muda (pois IoT em contexto fora da industria não há necessidade de Hard Real Time), as redes locais que mudam de acordo com as necessidade (para o caso de baixo consumo de energia temos a Zigbee) e… Leia mais »

Euripedes Filho
Visitante
Euripedes Rocha Filho

Segurança é um aspecto que nunca estará 100% resolvido e depende de contexto e alguns outros aspectos que não vou ampliar até por não ser a minha área de especialidade. Uma questão que talvez estejamos divergindo é que você está partindo da premissa que IoT = M2M. Alguns advogam que isso não é verdade. Pra ser sincero eu não consigo determinar se de fato não estamos lidando com mais do mesmo. A grande percepção que tenho é: - Os parâmetros não estão 100% definidos(protocolos e etc) - A segmentação de rede que você me pareceu indicar vai um pouco na… Leia mais »

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Visitante
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Estude um pouco sobre o protocolo AllJoyn da AllSeen Aliance que ficará mais claro pra você essas questões, principalmente a do consumo de energia pelo processamento da pilha. Mais uma vez, veja como funciona a rede Foundation Fieldbus com sensores e atuadores "smarts" e compare com IoT. IoT só não é M2M porque chega em um "M" que pode ser um leitor de RFID, e TAGs RFID passivas não possuem consumo de energia (veja o projeto OLIOT http://gs1oliot.github.io/oliot/). Acima disso ainda tem Analises BIG DATA, processamento em NUVENS e outras discussões que estão junto com IoT.

Euripedes Filho
Visitante
Euripedes Rocha Filho

Creio que estamos discutindo as coisas em um patamar diferente. Quando me referi ao consumo de energia você apontou um protocolo pra aplicações distribuídas que eu reservo dúvidas se mesmo no core destinado a sistemas embarcados será enxuto em termos de processamento e memória necessária, talvez eu esteja equivocado. FieldBus eu tenho um conhecimento superficial mas tomarei um tempo pra reavaliála. Mas um ponto que devemos concordar é que todos os projetos que você apontou de certa forma "competem" para apresentar uma solução o que nos mostra que o problema ainda está aberto na indústria em geral. Sobre big data… Leia mais »

Felipe Souza Amaral
Visitante
Felipe Amaral

Ótimo Artigo!!!!

Thiago Lima
Visitante

Obrigado Felipe. Escrevemos esse artigo a várias mãos. Tem diferentes opiniões e o legal é que dá suporte a discussão. Teremos mesmo 20 bilhões de equipamentos conectados em 2010?

Felipe Souza Amaral
Visitante
Felipe Amaral

Então Thiago, segundo a Cisco SIM! Teremos, em 2020, 20 bilhoes de "coisas" conectada a IOT.

Mas segundo esse artigo,

http://cio.com.br/tecnologia/2015/07/01/internet-das-coisas-e-superestimada/,

IoT é superestimada e não será concretizada nesta geração, afirmam executivos.

E ai? oque você acha....realmente queria muito viver pra ver essa tecnologia com meus olhos.

Thiago Lima
Visitante

Felipe, segundo essa reportagem que vi ha pouco, em 2020 90% dos carros serao conectado, segundo a Hitachi na Europa ocidental(mais rica) . http://www.valuewalk.com/2015/07/apple-google-car-service/ Sao projecoes muito ousadas, eu acho. Eu gostaria de ver 20 bi coisas conectadas, mas nao acho muito provável.

Euripedes Filho
Visitante
Euripedes Rocha Filho

Não acho difícil chegarmos aos números. Já passamos de 9Bi segundo estimativas e a taxa indica que de fato haverão dispositivos conectados, o que ainda fica aberto é o quanto isso vai representar de valor real.

Temos de lembrar que ainda temos margem de crescimento na "internet das pessoas" que dirá nas coisas que podem ser fabricadas em série.

Wagner
Visitante
Wagner

Crescimentos semelhantes já aconteceram com computadores pessoais, telefones celulares, veículos com rastreamento via satélite, câmeras de monitoramento acessadas via internet, etc.

Coisas inúteis conectadas surgiram fazendo barulho e desapareceram silenciosamente, mas as coisas conectadas que agregam valor apareceram e permaneceram sem que percebamos sua presença.