Definição 2·Internet of Things
A Internet das Coisas (IoT) é um paradigma tecnológico onde os objetos (things) que interagem com o mundo físico (e.g., sensores, atuadores, eletrodomésticos, carros, etc.) interagem diretamente com a internet e, por consequência, entre si, não necessitando da intervenção humana para isto.
Evolução
- Conceito inicial: uso de RFID para rastrear produtos em cadeia de suprimentos.
- Evolução: de redes de sensores → sistemas embarcados → IoT moderna.
Atenção
Lembre-se que os modelos mais antigos não necessariamente são obsoletos, podendo ainda serem adequados para certas aplicações.
Evolução – Redes de Sensores
Redes compostas por diversos nós sensores que:
- (i) captam variáveis do ambiente,
- (ii) enviam os dados para um ponto central (e.g., roteador), e
- (iii) são interligados por redes sem fio.
Aplicações típicas: Monitoramento ambiental, estruturas civis, agricultura de precisão.
Limitações: pouca interoperabilidade; pouca integração com a internet; foco em monitoramento (não em ação).
Evolução - Sistemas embarcados conectados
Pequenos dispositivos compostos por sensores e atuadores ligados a um microcontrolador, com capacidade de tomada de decisão local (algoritmos geralmente mais simples) e conectividade básica.
Aplicações típicas: robótica com arduino (e afins), domótica, etc.
Limitações: cada aplicação é geralmente específica; baixo uso de padronização; escalabilidade limitada.
Evolução - IoT moderna
Cada instrumento é autônomo, conectando-se bidirecionalmente às redes e integrando-se diretamente com sistemas de alto-nível e serviços da "nuvem".
Aplicações típicas: gerenciamento de frota, manutenção preditiva, digital twins, cidades inteligentes, saúde, etc.
Conceitos básicos
A IoT conecta o mundo físico ao mundo digital moderno, permitindo que dispositivos coletem, compartilhem e atuem sobre dados sem intervenção humana direta.
Exemplos cotidianos:
- Casas inteligentes (termostatos, lâmpadas, fechaduras);
- Entregas pelo iFood;
- Relógios e pulseiras fitnes;
- Cidades inteligentes (iluminação, semáforos, sensores de ruído).
Componentes básicos de um sistema IoT
- Sensores: captam variáveis físicas.
- Atuadores: realizam ações físicas.
- Unidade de processamento: processamento local (edge computing, e.g., ESP32, RaspberryPi) ou ou envia os dados para processamento na "nuvem".
- Conectividade: Wi-Fi, Zigbee, LoRa, NB-IoT, etc.
- Plataforma de dados: onde dados são armazenados, processados e analisados ("nuvem")
- Aplicações: dashboards, aplicativos, etc
Arquitetura
Macro-camadas de um sistema com arquitetura IoT
Detalhamento das diferentes camadas de uma arquitetura IoT
IIoT – Industrial Internet of Things
A IIoT (Internet das Coisas Industrial) aplica os conceitos da IoT ao ambiente industrial, com foco em
- confiabilidade
- disponibilidade
- segurança de sistemas críticos
Permite que ativos industriais sejam monitorados e otimizados de maneira contínua e autônoma
Aplicações
O IoT na indústria no meio empresarial está difundida atualmente em diversos tipos de aplicações
Monitoramento de máquinas (Predictive Maintenance)
Sensores em rolamentos, motores e eixos medem vibração, temperatura, corrente elétrica, etc.
- Algoritmos detectam padrões de falha antes que ocorra uma parada
- Aumenta disponibilidade e reduz custos de manutenção corretiva
Controle de energia
Monitoramento em tempo real de consumo energético de máquinas, ** picos de demanda**, qualidade da energia.
- Ações automáticas: desligar cargas não críticas, balancear fases, reagir a variações de tensão
Cadeia logística e rastreamento
- Sensores de localização (GPS) + sensores ambientais (temperatura, umidade, impacto)
- Rastreamento de caminhões, contêineres, pallets
- Integração com software Enterprise Resource Planning (ERP) e sistemas logísticos
Exemplo: monitoramento em tempo real de remessas sensíveis (e.g., vacinas).
Gêmeos Digitais (Digital Twins)
Representações digitais em tempo real de máquinas, linhas de produção ou processos
- Conectados a sensores reais → simulam, preveem e otimizam desempenho
- Usados em: testes de cenários sem risco real; manutenção preventiva; treinamento de operadores.
Sumarizando
A IIoT representa a convergência entre tecnologias da informação (TI) e tecnologias operacionais (TO).
Para pensar...
- Quais são os exemplos de IoT no seu dia-a-dia?
- Como a IIoT poderia ser aplicada em uma indústria local?
- Que vantagens e riscos uma pequena fábrica teria ao adotar um sistema IIoT?
- Como o Node-RED poderia ser utilizado para projetar uma aplicação IoT?
