cidades inteligentes e internet das coisas -...
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Tópico para projeto em Engenharia de Software e
Sistemas:
A Internet das Coisas
(The Internet of Things – IoT)
Kiev Gama [email protected]
@kievgama
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No passado, um computador servia a várias pessoas.
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Eles evoluíram, e ainda existem hoje com o mesmo propósito.
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Mas atualmente, pessoas também podem ter seu próprio computador.
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Corrigindo…
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Mas atualmente, pessoas também podem ter seus próprios computadores.
http://helpmyhelpdesk.com/how-many-devices-is-too-many/
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Além destes novos
computadores portáteis,
eletrodomésticos “tradicionais”
também estão entrando na onda
da computação
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Outros objetos domésticos
estão sendo reinventados
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Já pensou em outras coisas que têm e que
podem ter computadores embarcados?
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Tudo isso é possível graças à
redução dos custos de
produção e à
miniaturização de
processadores e memória
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Miniaturização de dispositivos
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REINVENTAR:
Embutir e integrar computadores a objetos comuns
INVENTAR:
Criar novos objetos inteligentes
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Envia e recebe mensagens em MP3
Manchetes de jornais
Previsão do tempo
Cotação de ações da bolsa
Integração com Facebook e Twitter
Lê livros infantis
Move as orelhas
Muda de cor
Ações programáveis
(dotado de uma API)
Exemplo: Karotz (Nabaztag)
Link para video
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Miniaturização dos sensores sem fio disponíveis
– GPS
– Altitude
– Umidade
– Pressão
– Aceleração
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Hoje é fácil plugar praticamente qualquer tipo de sensor ou comunicar-se com eles remotamente
Sensores
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2010 5 bilhões de dispositivos.
População de 7 bilhões de pessoas.
slide 17
2020 20 bilhões de dispositivos.
População de 7.7 bilhões de pessoas
Quantidade mundial de
dispositivos conectados
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E se todas essas coisas se
comunicassem entre si, de
maneira autônoma?
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Uma rede de objetos (coisas) dotadas de sensores e atuadores e que se comunicam com outros
objetos, sistemas e pessoas.
Internet das
Coisas
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Necessidade de comunicação entre esta
gama de coisas (e máquinas...)
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M2M: Machine-to-machine
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Envolve dispositivos e sistemas que
comunicam-se entre si em diversos
contextos
Contempla middleware, protocolos de
comunicação, armazenamento de dados
É um habilitador para a Internet das Coisas
M2M
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Comunicação M2M
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slide 23
Transmissão dos dados
(GSM, Wi-Fi, Ethernet)
Avaliação dos dados Resposta/Reação
SEM INTERVENÇÃO HUMANA
Coleta de Dados
(sensores)
M2M: Cadeia de Funcionamento
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Mas a Internet das Coisas não é feita só de Coisas Inteligentes
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E se todos os tipos
de objeto fossem
conectados?
INTERAÇÃO/INFORMAÇÃO
Perguntá-los de onde vieram, a quem
pertencem, o que fazem, etc
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Necessidade de
Identificação única
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Problema: Falamos de bilhões
ou mesmo trilhões de objetos
Potencial candidato: IPv6
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E os objetos que não se comunicam pela rede?
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Radio Frequency Identification
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Códigos de barra são sempre iguais…
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slide 30
…mesmo quando diferentes
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Cada produto, mesmo sendo idêntico a outro, tem uma identificação única
Etiquetas são capazes de armazenar pequenas quantidade de dados
Read-only ou read/write
Possibilidade de destruir (“kill”) uma etiqueta
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Com RFID, objetos são únicos
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Termo usado em 1999 por Kevin Ashton, diretor do Auto-ID Labs do MIT
Diversos objetos etiquetados com RFID fariam parte de uma vasta rede de sensores. Objetos poderiam ser rastreados e encontrados, de forma
que existisse uma Internet das coisas.
slide 32
O termo Internet das Coisas
surgiu no mundo RFID
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Conceito (2004) do escritor Bruce Sterling
Refere-se a objetos que possam ser rastreados no
espaço e tempo ao longo da sua vida.
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Spimes
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Arquitetura EPCGlobal*
http://www.gs1.org/epcglobal
* Órgão responsável pelas padronizações de EPC – Electronic Product Code
Isso já é realidade…
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slide 35
EPC ISPremise
Edge
Edge
RFID Readers + Sensors
ONSEdge
EPC IS
Electronic Product Code Information Services
Object Name Service
Nível que lida com objetos físicos (”coisas”)
Visão simplificada de
arquitetura EPCGlobal
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Supply chain
Transporte
Identificação de containers
Gestão de frota
Pareamento de caminhões/carretas
Gestão de estoque (localização, validade)
Localização de documentos
Gestão de rebanho
Competições esportivas
Cases de RFID
slide 36
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Valores aproximados:
Etiquetas: passa dos R$ 1,00
Nos EUA: cerca de 50 centavos (às vezes menos)
Leitores/Antenas: varia dependendo do tipo (R$ 1 mil a 10 mil)
Custo 4 a 7 vezes maior para substituir etiquetas
metálicas de inventário
Custos
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A conectividade é um fator limitador do RFID
A arquitetura EPCGlobal
– É focada em supply chain
– Não aceita IDs não padronizados
– Cobra pelo serviço do ONS
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Limitações dos padrões EPCGlobal
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E se quisermos rastrear qualquer coisa?
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Se seguirmos à risca o autodenominado “padrão da Internet das Coisas”,
não dá.
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O padrão da Internet das
Coisas não serve para
rastrear todas as coisas ???
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slide 42
Exemplo:
Um balão meteorológico
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slide 43
Middleware + aplicativo de monitoramento de objetos + POG
Impossível se a infraestrutura usada fosse puramente EPCGlobal!
http://wiki.aspire.ow2.org/xwiki/bin/view/Main/Demos
Reuso de Infraestrutura RFID
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Conceito de Internet das Coisas extrapolou as fronteiras do RFID
Hoje nos referimos a uma “sociedade” de objetos
comunicantes, sem se restringir ao uso de RFID
Identificação + sensores + conectividade
slide 44
Visão expandida além do NFC
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slide 45
E se eu não quiser rastreabilidade?
Digamos que eu queira apenas
etiquetar meus objetos e
identificá-los
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slide 46
QR Code
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Near Field Communication
Tecnologia de comunicação ponto a ponto
Baseado em tecnologia RFID
Múltiplos usos
slide 47 Slides NFC cortesia de Pether Silva
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Etiqueta(tag)/Reader/Writer (terminal)
Peer to Peer (device to device)
Card emulation
Conecta apps com o mundo real.
Conecta devices próximos.
Conecta sua carteira virtual.
NFC: 3 modos de comunicação
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Card emulation
Reader / Writer
Peer to Peer
- Abrir aplicações - Novas possibilidades - Troca de dados
- Poder nas mãos dos clientes - Abrir Aplicações
- Pagamentos - Ingressos - Carteira virtual
- Transporte
Os 3 modos na prática
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Até 2015 50% dos smartphones terão NFC (Instituto Gartner)
Em 2015 Transações com mobile irão superar $ 1 Trilhão (Yankee Group)
NFC será a solução mobile mais usada no mundo como forma de pagamento, totalizando $ 157,7 bilhões (Frost & Sullivan)
Em 2017 1/4 consumidores (EUA) utilizarão NFC como forma de pagamento (Juniper Research)
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Quem vende NFC?
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E a Apple?
http://www.theverge.com/2014/9/16/6204999/iphone-6-nfc-chip-locked-to-apple-pay
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- Apenas 1 passo - Vários passos
- Suporte Nativo do S.O. - Instalação de uma App
- Não requer luz - Precisa de luz
- Até 1MB - Até 3KB
- Ativo e Passivo - Passivo
NFC x QR Code
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Usos de NFC
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Supermercado em Paris (2012)
Vinho com monitoramento de
temperatura (2008)
Cases - NFC
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Campanha para estimular votos nos EUA (2012)
Transporte no Rio (2013)
Cases - NFC
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Cases - NFC
Angry Birds
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Valores aproximados
Etiquetas: cerca de R$ 2,00 (diferentes do RFID mostrado antes)
Leitores: muitos custam menos de R$ 1 mil
Custos
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Lembram do coelho?
Graças ao NFC ele consegue ler livros
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Hoje estamos cercados de “coisas” interconectadas
Cada vez mais, diferentes objetos fazem parte desta
Internet das coisas
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“As tecnologias mais profundas são aquelas que desaparecem. Tecem-se no tecido da vida
cotidiana, até que sejam indistinguíveis dele.”
Mark Weiser
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Ubiquitous Computing
u.bí.quo
adj (lat ubiquu) 1 Que está ou pode estar em toda parte ao mesmo tempo; onipresente. 2 Filos Que realmente está presente em todos os lugares ao mesmo tempo; onipresente.
Fonte: Dicionário Michaelis
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Pervasive Computing
Pervasivo: verbete não encontrado no dicionário (pt)
Tradução português-inglês:
pervasive
per.va.sive
adj 1 penetrante, infiltrador. 2 difundido, espalhado, difuso. 3 Philos universal.
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Xerox Palo Alto Research Center (PARC)
Whiteboard compartilhado
LCD
Tablet
Mark Weiser (1952-1999)
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A Internet das coisas está
realizando a visão da
computação ubíqua, e de
fato conectando objetos do
nosso cotidiano.
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Nike Fuel Band
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Smart Pill Bottle Cap
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Soil IQ
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Smart meters
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Novas Tecnologias Habilitadoras
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PLATAFORMAS
Hardware e Software
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PLATAFORMAS Prototipação
Plug and Play
Conectar coisas e compartilhar informação
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PLATAFORMAS http://www.axeda.com/
http://open.sen.se/
https://xively.com/
https://thingspeak.com/
http://postscapes.com/internet-of-things-platforms
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POSSIBILIDADES
Conectar e Interagir digitalmente com coisas
Monitorar, procurar e gerenciar estas coisas
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Diagnósticos
– On-board diagnostics (OBD)
VANETs – Redes Veiculares
– Vehicle Ad-hoc Networks
– Forma especial de MANET (Mobile Ad-hoc Network)
– Cada carro é um nó móvel da rede
– Carros são roteadores
– Rede móvel
Veículos autônomos
– Deslocamento de ponto A a ponto B sem motorista
AUTOMÓVEIS
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OBD
Obrigatório no BR a partir de 2010 (ODBII)
Protocolos de comunicação padronizados (não proprietários)
– USB
– Bluetooth
Barateamento de diagnóstico “caseiro”
Equipamentos a partir de U$25,00
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VANETs
Troca de informação entre sistemas de tráfego e aparelhos GPS
Troca de informação entre computadores de bordo
(ECM)
Ex: Redução de Acidentes
Dados de frenagem (ABS) podem informar sobre parte perigosa de uma estrada
Ambiente extremamente dinâmico
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Driverless Cars –
Realidade próxima
Veículos que se deslocam sem motorista
Carros se comunicam através de VANETs
Redução de números de acidentes
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IoT é a base para Smart Cities
Smart Grids
Smart Homes
Smart Health
Smart *
…
Internet of Everything
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DESAFIOS Estratégicos
Identificar mercados e oportunidades
Certificar-se que investimentos trarão benefícios
…
Operacionais
Heterogeneidade de tecnologias
Tratar o volume de dados gerado
…
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Cases e algumas fontes de informação
http://www.rfidjournal.com/
http://brasil.rfidjournal.com/
http://www.nfcworld.com
http://www.internet-of-things.eu/