A Internet Das Coisas
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Sumário Executivo

Segundo Albert Einstein, “A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltará ao seu tamanho original”, traduz o que a tecnologia pode proporcionar ao mundo. [14]

A Internet dos dias de hoje é usada não só por pessoas, mas também por dispositivos ou objetos com alguma “inteligência”, ou seja, com capacidades de processamento que lhes permitem, entre outras tarefas, enviar e receber informação através da rede, quer como resposta a comandos executados por humanos quer de forma autónoma.

Internet das Coisas, ou a internet que irá ligar todos os componentes físicos, como por exemplo um frigorífico ou um telemóvel, a mesma cobre toda a infraestrutura necessária (hardware, software e serviços), para suportar esta rede de ligação de objetos físicos.
Para que tudo funcione e exista conexão a largura de banda será imprescindível, já que a Internet das Coisas será baseada na conectividade wireless entre as etiquetas dos objetos, os sensores e outros aparelhos inteligentes.

Este Wiki apresenta o conceito da Internet das Coisas, os marcos históricos mais importantes, o seu modo de funcionamento, as suas vantagens e desvantagens, a apresentação de três casos de estudo que utilizam este conceito, a sua integração na nossa sociedade.

Finalmente apresentamos as nossas considerações finais relativas a este conceito.

Introdução

Vivemos num mundo dominado pela tecnologia seja ela analógica ou digital, todos nós usamos os mais variados objetos no dia-a-dia, telemóveis, automóveis, laptops, etc…
Uma das tecnologias promissoras como porta de entrada para a Internet das Coisas é a RFID (em inglês Radio Frequency IDentification, e em português Identificação por Radiofrequência).

Estamos à beira de uma nova era de computação e comunicação, que irá transformar radicalmente a nossa comunidade, empresas e esferas pessoais.
Há uma década atrás, o falecido Mark Weiser desenvolveu uma visão da ubiquidade tecnológica do futuro - aquele em que o aumento da "disponibilidade" de poder de processamento seria acompanhado pela sua diminuição "visibilidade".
Ele observou que "as tecnologias mais profundas são aquelas que desaparecem… Elas tecem-se no tecido da vida quotidiana, até que são indistinguíveis a partir dele". [12]

As primeiras formas de informação ubíqua e redes de comunicação são evidentes no uso generalizado de telefones móveis: o número de telefones móveis em todo o mundo ultrapassou 2.000 milhões em meados de 2005, os mesmos tornaram-se uma parte integrante e íntima da vida quotidiana de muitos milhões de pessoas. [12]

Conceito

O conceito de funcionamento da Internet das Coisas é muito simples, basta haver um dispositivo de localização e comunicação RFID, num objeto qualquer e o dispositivo envia e recebe informações do objeto, a comunicação é efetuada por redes wireless a forma como a informação é enviada e recebida pelos dispositivos RFID é através de Apis, que possibilitam a interação com objetos.

O crescimento da Internet é um processo ininterrupto: há apenas vinte e cinco anos, a rede ligava pouco mais de um milhar de computadores; desde então, o seu crescimento tem sido constante e hoje liga milhares de milhões de pessoas através de computadores e de dispositivos móveis. Um próximo passo importante neste percurso será a sua transformação progressiva de uma rede de computadores interligados numa rede de objetos, desde livros a automóveis, de eletrodomésticos a alimentos, criando assim uma "Internet das coisas".

Estes objetos terão os seus próprios endereços IP (Protocolo Internet), estarão integrados em sistemas complexos e utilizarão sensores para obter informações do meio envolvente (caso dos produtos alimentares que registam a temperatura ao longo da cadeia de abastecimento) e/ou utilizarão atuadores para interagir com ele (por exemplo, válvulas de ar condicionado que reagem à presença de pessoas).

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Para complementar esta panorâmica, convém sublinhar três aspetos que evidenciam a natureza complexa da Internet das coisas. Em primeiro lugar, não deve ser vista como uma mera extensão da atual Internet, mas antes como uma série de novos sistemas independentes que funcionam com infraestruturas próprias (e em parte apoiam-se nas infraestruturas existentes da Internet).
Em segundo lugar, como referido num recente relatório do ISTAG4, a Internet das coisas será implementada em simbiose com novos serviços.

Em terceiro lugar, a Internet das Coisas abrange diferentes modos de comunicação: comunicação objecto-pessoa e comunicação objecto-objecto, incluindo a comunicação máquina-máquina, que abrange potencialmente entre 50 a 70 mil milhões de "máquinas", das quais apenas 1% estão atualmente interligadas. Estas ligações podem ser estabelecidas em áreas restritas ("Intranet das coisas") ou disponibilizadas ao público ("Internet das coisas"). [13]

A Internet das Coisas

"Uma nova fase da sociedade de informação - A Internet das Coisas, em que a Web não só vai ligar computadores, mas potencialmente todos os objetos criados pela humanidade". [16]

A Internet das Coisas é considerada uma tecnologia, potenciadora do desenvolvimento e, portanto, é vista como uma porta de entrada para esta nova fase do desenvolvimento da Sociedade da Informação que claramente se desenvolverá também com base noutras tecnologias de identificação e especificação de objetos.

A aproximação dos objetos físicos do mundo real aos sistemas de informação através da Internet das Coisas e Serviços (IoTS -- Internet of Things and Services ) potencia o aparecimento de aplicações inovadoras e de novos modelos de negócio.
Neste contexto, são necessárias tecnologias que suportem grandes quantidades de informação e serviços, garantindo, em simultâneo, a sua segurança e controlo de acesso. Adicionalmente, é ainda necessário responder aos desafios apresentados por sistemas bastante heterogéneos e capacitar as aplicações, em particular os processos de negócio, de forma a usufruírem da informação disponibilizada pela IoT .

A RFID permite captar automaticamente e com comunicação sem fios, a identificação e outros dados de objetos em que se aplicam etiquetas (tags) eletrónicas. Estas etiquetas são uma espécie de "códigos de barras eletrónicos" que também podem ter informações adicionais. Quando essas etiquetas são ligadas a bases de dados através de sensores e redes de comunicação, como a Internet, esta tecnologia proporciona um poderoso modo de oferta de novos serviços e aplicações, praticamente em qualquer ambiente.

Estamos ligados à internet através do nosso telemóvel, laptop, desktop, todos os outros objetos à nossa volta não. A Internet das Coisas vai reformular o modo como vemos e interagimos com “todos” os objetos à nossa volta, o nosso automóvel ou outro tipo qualquer.
Essa interação é efetuada pela colocação de tags RFID, e é, através dessas tags que é possível interagir e saber localização de qualquer objeto que contenha uma tag. RFID, o processo de interação não é só efetuado pelas tags RFID, mas também pode ser efetuado por outras tecnologias.
Pode-se dizer que a Internet das Coisas são todos os dispositivos ligados entre si, numa rede em que é possível recolher informação em tempo real.

Historia

  • 1945: Marca o aparecimento da RFID, tendo as suas raízes nos sistemas de radares utilizados na II Guerra Mundial. Na década de 60 cientistas apresentaram estudos explicando como a energia RF poderia ser utilizada para identificar objetos remotamente. [1]
  • 1973: A primeira etiqueta activa RFID, contendo uma memória, foi patenteada por Mário W. Cardullo em 23 de Janeiro. [3]
  • 1999: A frase The Internet of Things apareceu inicialmente numa apresentação efetuada por Kevin_Ashton numa conferência. [2]
  • 2007: No conselho dos ministros de ciência da UE (reunião do Conselho de Competitividade da UE) e, também, no conselho dos ministros da EU dedicado à Sociedade da Informação de 29 de Novembro de 2007 (reunião do Conselho de Transportes, Telecomunicações e Energia), a Presidência Portuguesa apresentou uma informação escrita relativa à Internet das Coisas e RFID (On RFID – The next step to The Internet of Things). [4]
  • 2008/2009: Nasce a Internet das Coisas [5]

Como Funciona

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O funcionamento da Internet das Coisas, tem por base o desenvolvimento tecnológico entre os sistemas e os objetos.

Nesse sentido as grandes cadeias logísticas vão poder coordenar a produção e a venda de bens de consumo, assim como permitir que um enorme conjunto de serviços seja efetuado a particulares e empresas.

Na base desta evolução estão, por um lado, as novas capacidades tecnológicas de gestão, e por outro a capacidade de recolha e tratamento de informação em tempo real, dos objetos físicos associados a um processo de negócio (veículos, produtos).
A este cenário de evolução, acresce uma maior capacidade de interligação e partilha de informação entre os intervenientes.

A figura em baixo representa o uso da internet das coisas numa cadeia logística

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1 - A utilização de sistemas avançados e sensores ativos potencia a utilização eficiente e segura de portos, aeroportos e outros meios de transporte de grandes quantidades de bens diversos.[15]

2 - Sensores ativos nas prateleiras do retalhista assinalam vendas, gerando a comunicação de uma nova encomenda ao sistema do produtor.[15]

3 - O operador logístico gere a frota, determina o veículo e a rota quase em tempo real. O produtor controla informaticamente a recolha e a chegada nas instalações do operador.[15]

4 - O sistema comunica com o operador logístico e contrata transporte, com previsão de entrega para o retalhista.[15]

5 - O produtor decide e controla informaticamente a produção. Recebe automaticamente informação de que o produto está armazenado e disponível.[15]

6 - O sistema do operador logístico notifica o retalhista da entrega, determina o transporte e a rota para o retalhista quase em tempo real.[15]

7 - O retalhista e o operador logístico controlam informaticamente a chegada do produto - que relacionam com a encomenda - e comunicam automaticamente a receção e conformidade ao produtor. Todos têm informação sobre a produção, armazenamento e transporte do produto.[15]

8 - O retalhista tem uma enorme visibilidade sobre as vendas, logística e produção do que vende. Pode afirmar o cumprimento de normas ambientais, de rastreabilidade, segurança alimentar, etc.[15]

O funcionamento da A Internet das Coisas pode ser categorizado em oito tópicos: [6]
Comunicação
É desta forma que os dispositivos trocam dados entre eles

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Vantagens

Uma clara vantagem da Internet das coisas é a “ligação” de “todos” os objetos, o que por si só é uma ideia avassaladora.
O volume de dados gerado por esta ligação pode ser interpretado pelo modelo DIKW. [7]

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Esta ligação trás benefícios claros à nossa sociedade, possibilitando um maior controle e compreensão de como os sistemas interagem entre eles, e em última analise a proporcionando uma melhor melhor qualidade de vida a todos.

  • Industria do Retalho [8]
    • Uma das vantagens da Internet das Coisas irá ser no retalho, em que a substituição dos “códigos de barras” irá beneficiar tanto o produtor e o consumidor. As tags oferecem claras vantagens em relação aos códigos de barras, pois permitem saber a localização exata de cada produto .
  • Logística [8]
    • Num futuro próximo, os carregamentos de qualquer mercadoria, poderão utilizar a Internet das Coisas como canal de comunicação entre cliente e produtor no sentido de não existir fator humano no seu transporte.
  • Industria Farmaceutica [8]
    • Tags dentro das embalagens dos medicamentos podem indicar ao utilizador os efeitos secundários e a dose recomendada do medicamento a tomar.
  • Industria Alimentar [8]
    • Tags colocadas em animais, podem ser utilizadas em caso de descoberta de uma doença num animal, identificar a localização desses animais e rapidamente controlar a doença.
  • Saúde [8]
    • A implementação de chips, podem fornecer à saúde um grande beneficio, tornando o diagnóstico mais rápido e mais proativo.
  • Domotica [8]
    • Embora o conceito de casas inteligentes já exista, a sua construção é demasiado dispendiosa. Com a ajuda de sensores, dispositivos de controlo, num futuro próximo será possível a todos gerirem a sua casa a partir da Internet.
  • Transportes [8]
    • Num futuro, poderá a vir ser possível os automóveis comunicarem uns com os outros , permitindo assim uma maior eficiência nas viagens efetuadas e reduzindo drasticamente o número de acidentes rodoviários.
  • Eficiência Energética [8]
    • Ao serem desenvolvidos novos componentes para a Internet das Coisas, estes serão sempre eficientes no seu consumo energético, permitindo assim de um modo geral uma poupança energética, não só dos componentes mas como dos objetos que são geridos por esses componentes.

Desvantagens

Ao nível das desvantagens, temos implicações de privacidade, segurança, confidencialidade dos dados. Existe a necessidade de ter uma solução tecnicamente sólida para garantir a privacidade e segurança das pessoas, a fim de poder existir a adoção de qualquer sistema de identificação de objetos.

Uma das desvantagens ou limitações no momento é o endereçamento dos objetos, pois só uma pequena parte da internet e infraestrutura migrou para IPV6, mantendo-se ainda o resto do mundo a funcionar em IPV4, que já atingiu o seu limite.
Uma outra limitação a este conceito/tecnologia, é o tempo de bateria dos sensores, pois efetuar a troca de baterias em milhões de sensores, espalhados globalmente simplesmente não é viável, logo para este conceito ganhar mais momentum é necessário que a tecnologia acompanhe, e que os sensores/dispositivos se tornem auto sustentáveis.
Uma das tecnologias mais promissoras neste sentido são os nanogeradores.
A pouca ou falta de standards também é uma limitação deste conceito, cabe aos governos e às entidades reguladoras a criação dos mesmos.

A aceitação do público para a Internet das Coisas vai apenas acontecer quando as soluções de segurança existentes tiverem uma maior maturidade.

A segurança e questões de privacidade devem ser endereçadas e devem definir os recursos para fornecer serviços de confidencialidade, integridade ou disponibilidade.

Existem também uma série de questões relacionadas com a identidade das pessoas, as mesmas devem ser salvaguardadas por legislação, e são de uma importância crucial para a proteção das sociedades como um todo.

Casos de Estudo


Throttleman

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A Throttleman é uma empresa Portuguesa de moda na área do retalho e como todos os retalhistas, encontrava-se com um problema de eficiência e produtividade na área da distribuição do seu fornecedor para o seu centro de distribuição central, e do seu centro de distribuição central para as suas lojas em Portugal e Espanha.
A indústria da moda é definida como estando sempre em constante mudança e são as modas, a imaginação que a movem.
A Throttleman é reconhecida em Portugal como umas das marcas mais importantes e compreende a importância de ajudar os seus clientes e antecipar as suas necessidades ao nível do vestuário.
A Throttleman cresceu cerca de 160% nos últimos anos e percebe perfeitamente que para acompanhar este crescimento tem que entregar os seus produtos a tempo e horas e sem erros, e que os atrasos e os erros podem sair muito caros.

Para resolver o problema das entregas lentas e deficientes, a Throttleman decidiu apostar na tecnologia RFID para etiquetar e catalogar todas as peças que saem do seu fornecedor na Índia A velocidade e a exatidão nas entregas são muito importantes visto que o volume de peças criadas em fábrica ascende a mais de 1.5 milhões por ano.
Antes da instalação do sistema RFID, chegavam ao centro de distribuição nacional caixotes com certa de 60.000 peças e estas tinham que ser verificadas e separadas individualmente à mão para serem enviadas para as lojas. Este processo consumia muito tempo e gerava muitos erros, e também ocupava muito espaço em armazém.
Com a implementação da tecnologia RFID , os produtos são identificados logo quando saem da fábrica e quando chegam ao centro de distribuição as tags são lidas e o centro sabe exatamente o que está dentro do pacote e valida se os itens estão corretos.
Quando os produtos são empacotados novamente para serem enviados para as lojas as tags são outra vez lidas para validar se o que foi empacotado está correto.

Com a automatização deste processo a Throttleman consegue validar no seu centro de distribuição cerca de 15.000 produtos por hora, o que traz uma redução de 5 a 7 dias na sua linha de distribuição, o que se traduz também numa redução de 60% do espaço ocupado em armazém.
Ao adotar este sistema a Throttleman conseguiu melhorar a sua resposta relativamente às necessidades dos seus clientes, e introduzir a capacidade de saber onde estão as suas encomendas e saber os seus conteúdos rapidamente. [9]


TrashTrack

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Este projeto está a ser levado a cabo pelo MIT, com o sentido de descobrir os diversos caminhos que o nosso lixo leva quando o deitamos no contentor.
A prova de conceito deste projeto está a ser efetuada na cidade Seatle, onde já foram colocados mais de 3.000 tags em pedaços de lixo para localização.

Um dos âmbitos deste projeto é sensibilizar as pessoas para o impacto ambiental do lixo, e tentar alterar os maus hábitos.
As companhias de reciclagem ao investirem neste tipo de aproximação e tecnologia, ganham vantagens competitivas no sentido de saberem onde o lixo se encontra e como flui, tornando o processamento de resíduos mais eficiente, mais rápido e com menos custos.
Um dos fatores também importantes é a classificação do próprio lixo, sendo que hoje em dia grande parte do nosso lixo produzido é reciclado, com a catalogação do lixo o processo de separação de resíduos torna-se muito mais rápido e eficiente, facilitando o trabalho das empresas de reciclagem e efetivamente reduzindo os custos de separação.

Embora esta aproximação ainda tenha algumas limitações por parte das tags pois a sua bateria apenas dura até seis meses, e o risco existente da própria tag ser destruída ou danificada dentro dos contentores de lixo.
Este projeto tem implicações a nível global, pois pode vir a reciclar quase 100% do lixo global, tornando assim a nossa sociedade mais verde e amiga do ambiente. [10]


iGPS

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A iGPS, demonstrou o conceito da Internet das Coisas, efetuando o tracking de mais de 14 milhões de ativos em mais de 100.000 localizações.
Tornando-se assim uma das empresas que maior sucesso teve no deployment de Internet das Coisas a nível global.

A iGPS é uma companhia que aluga paletes a nível mundial, e aluga as suas paletes de plástico já equipadas com tags RFID, e efetua a localização das mesmas, desde a sua criação até aos seus clientes finais.
Uma das grandes vantagens deste sistema é que as próprias companhias utilizam as tags RFID embutidas nas paletes para elas próprias fazerem o tracking e catalogo do que se encontra nas paletes.
A iGPS e os seus clientes, podem ver em real time, a localização das paletes e ver o padrão dos seus movimentos, podendo neste caso a iGPS contactar um cliente seu e dizer que este pode necessitar de mais paletes, ou por sua vez o cliente verificar que o padrão de entregas para uma determinada localização necessita de mais paletes e alocar mais paletes para aquela localização.

Estes ajustes em tempo real, dinamizam o negocio e a sua eficácia.
Os dados enviados pelas tags de RFID são recebidos num repositório central, os protocolos de comunicação são standard e utilizam também a encriptação dos dados para aumentar a segurança.
Com esta implementação a iGPS também conseguiu efetuar um processo de faturação mais eficiente para os seus clientes. [11]

Impacto que a Internet das Coisas terá nas nossas Vidas

Os dois vídeos descritos em baixo, demonstram o impacto da internet das coisas, para a sociedade em global.

Considerações Finais

Após a revisão de literatura concluímos que é imprescindível que a nossa sociedade de readapte à evolução das tecnologias de informação.

Segundo a Cisco em 2015 haverá quinze mil milhões de dispositivos ligados à Internet, ou seja, mais do dobro dos habitantes do planeta. Significará isto que a Internet deixará de ser uma rede para interligar pessoas e passará a ser uma rede de coisas?

A aceitação das ligações entre objetos e pessoas permitirá que a interligação entre pessoas e coisas seja uma realidade num futuro próximo

Há, no entanto, que ter especial cuidado com a ênfase dado às tecnologias, não deverá haver desenvolvimento de serviços que ponham em causa a privacidade, a independência, o livre arbítrio, a segurança e a liberdade das pessoas. Há que não esquecer que se é certo que a Internet será, no futuro, das coisas, o Mundo nunca poderá deixar de ser das pessoas.

Bibliografia

1. Hacking Exposed Linux: Linux Security Secrets & Solutions (third ed.). McGraw-Hill Osborne Media. 2008. p. 298. ISBN 978-0-07-226257-5
2. RFID Journal: That 'Internet of Things' Thing.
3. Shrouds of Time: The history of RFID. AIM, Inc.. Retrieved 2006-05-31.
4. The Internet of Things 2.0. M. ten Hompel 2007.
5. The Internet of Things: How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything (PDF). Cisco White Paper 2011
6. Security and Privacy Challenges in the Internet of Things 2009
7. (2007). "The wisdom hierarchy: representations of the DIKW hierarchy". Journal of Information Science 33 (2): 163–180. doi:10.1177/0165551506070706.
8. Internet of Things in 2020 (2008)
9. Customer Success Stories: Throttleman
10. TrashTrack
11. iGPS Pallets – World’s Largest “Internet of Things” RFID Implementation Deployed in US (2007)
12. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things
13. A Internet das coisas – um plano de acção para a Europa (2009)
15. Revista Link - http://www.link.pt - Nova Relação entre Sistemas e Objectos
16. // Viviane Reding - On RFID: The Next Step to the Internet of Things 2007

Referências Adicionais

Kevin Ashton: That 'Internet of Things ' Thing. In: RFID Journal, 22 July 2009. Abgerufen am 8 April 2011.
Commission of the European Communities (2009-06-18). Internet of Things — An action plan for Europe. COM(2009) 278 final.
Conferência de Alto Nível "O Futuro da Ciência e Tecnologia na Europa"
Internet of Things in 2020 PDF
Electronic Communications of the EASST Volume 17 2009 easst
Throttleman PDF
Business Aspects of the Internet of Things PDF
European approach to RFID: from concept to action PDF
TrashTrack MIT TrashTrack
Cisco Iot Cisco Iot
iGPS iGPS
SmartGrid SmartGrid

Ver Também

The Internet of Things. Institute of Network Cultures. ISBN 90-78146-06-0.
Final Report: RFID and the Inclusive Model for the Internet of Things. Casagras Research.
The Internet Of Things Europe
Tracking the Internet Of Things
Cisco Iot Blog
EpcSolutions
Touchatag
Comissao Europeia
Ontologia IOT

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Este trabalho deve de ser citado como:


Este trabalho deve ser citado como:
Correia, Jaime; Silveira, Clarisse, Venancio, Rui e Virtudes, José (2011). Sistemas de Recuperação de Informação. Trabalho da disciplina de Seminário de Sistemas e Tecnologias da Informação I. Universidade Atlântica, Portugal. Disponível em http://ssti1-1112.wikidot.com/a-internet-das-coisas. Acedido em (data do dia de acesso).

Apresentação

Apresentacao Trabalho

Perguntas

  1. Significará isto que a Internet deixará de ser uma rede para interligar pessoas e passará a ser uma rede de coisas?

R1-A proliferação de objetos nos próximos anos será enorme e a aceitação das ligações entre objetos e pessoas permitirá que a interligação entre pessoas e coisas seja uma realidade num futuro próximo.
A invasão das tecnologias não significa que o ser humano será dispensável, muito menos que deixará de ter necessidade de falar, conhecer pessoas, no entanto a internet das coisas promete ocupar um papel fundamental que é sem dúvida uma mais-valia, por forma a existir um conjunto de serviços e informação ao minuto, ao segundo. Onde tudo é mensurável mas no entanto tudo parece simples e fácil.