O que é a Internet das Coisas (IoT)?

A Internet das Coisas (IoT) refere-se à grande variedade de redes compostas por dispositivos físicos (“coisas”, como veículos, dispositivos vestíveis e eletrodomésticos equipados com sensores e software) e às plataformas e aos protocolos tecnológicos que permitem que essas “coisas” coletem, armazenem e analisem dados para automatizar tarefas e processos.

Como funciona a IoT?

Um sistema de IoT funciona por meio da coleta de dados em tempo real e da comunicação entre dispositivos ou aplicativos de IoT e a nuvem, ou entre os próprios dispositivos e aplicativos de IoT.

Em sua essência, um sistema de IoT é composto por três componentes:

• Dispositivos inteligentes – As “coisas” que coletam e transmitem os dados
• Aplicação de IoT – Os serviços, softwares e plataformas que recebem e armazenam os dados
• Interface do usuário – O gerenciamento e a apresentação dos dados (por exemplo, um site)

Plataformas de IoT

As plataformas de IoT comerciais e de código aberto oferecem uma variedade de recursos e serviços para criar e gerenciar aplicações de IoT, facilitando para empresas e desenvolvedores a criação de um sistema de IoT.

Essas plataformas geralmente são baseadas na nuvem e fornecem ferramentas e serviços que, no mínimo, permitem criar, gerenciar, armazenar e analisar dados de aplicações de IoT. Entre as opções de plataformas para sistemas de IoT estão Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Google Cloud e IBM Watson.

Categorias e tipos de IoT

As categorias de IoT são definidas com base nos dispositivos e aplicativos mais usados em um determinado setor. As categorias comuns de IoT incluem:

• IoT de consumo: usada no dia a dia dos consumidores, como em centrais de automação residencial, geladeiras personalizáveis e dispositivos vestíveis de monitoramento de saúde e condicionamento físico.
• IoT industrial: usada para automatizar e otimizar a fabricação e outros processos industriais. Por exemplo, dispositivos e aplicativos que detectam falhas em equipamentos, agilizam reparos, minimizam danos, acompanham os níveis de estoque e monitoram as linhas de produção.
• IoT comercial: usada para melhorar a experiência do cliente e otimizar as operações comerciais nos setores de varejo, hotelaria e saúde. Por exemplo, leitura de códigos para rastrear compras, automatização de pedidos em um restaurante ou viabilização de consultas de telessaúde.
• IoT na área da saúde: usada exclusivamente em ambientes de saúde para monitorar pacientes, melhorar o atendimento e coletar dados de dispositivos médicos em tempo real.
• IoT agrícola: usada em ambientes agrícolas. Por exemplo, sensores para monitorar a movimentação e a saúde dos animais, dispositivos que acompanham e fornecem informações sobre a saúde do solo e aplicativos que alertam sistemas conectados sobre mudanças nas condições climáticas e na temperatura.
• IoT para cidades inteligentes: usada em ambientes urbanos para iluminação inteligente, monitoramento de tráfego e gestão de resíduos.
• IoT autônoma: usada para operar de forma autônoma máquinas que antes exigiam intervenção humana, como veículos autônomos e drones.

Por que a IoT é importante?

A IoT simplificou muitas situações cotidianas que antes eram relativamente trabalhosas. Pense na última vez em que você encomendou um presente de aniversário, de aniversário de casamento ou para outra ocasião e não conseguiu rastreá-lo para saber se o pacote chegaria antes do evento. Agora, o processamento desse pedido, bem como seu rastreamento e sua entrega, são todos coordenados por diversos dispositivos e aplicativos de IoT.

Muitos outros exemplos são apresentados nas categorias acima — desde casos de uso na medicina até na agricultura — e cada um deles demonstra o quanto o mundo moderno depende de dispositivos de IoT.

Benefícios da IoT

Por meio da comunicação em tempo real, os sistemas de IoT podem aprimorar:

Eficiência

Os sistemas de IoT podem automatizar e otimizar diversos processos, reduzindo a necessidade de intervenção humana e aumentando a eficiência em setores como manufatura, transporte e agricultura.

Redução de custos

Os sistemas de IoT podem ajudar a reduzir custos ao melhorar a eficiência energética, diminuir o desperdício e otimizar o uso de recursos.

Monitoramento em tempo real

Os sistemas de IoT podem monitorar equipamentos e fatores ambientais em tempo real, permitindo respostas rápidas a problemas e evitando períodos de inatividade.

Maior segurança e proteção

Os sistemas de IoT podem aumentar a segurança ao monitorar e detectar, em tempo real, possíveis riscos ou ameaças.

Experiência do cliente aprimorada

Os sistemas de IoT podem proporcionar aos clientes uma experiência mais personalizada e integrada, desde eletrodomésticos inteligentes até dispositivos vestíveis.

Coleta e análise de dados

Os sistemas de IoT geram grandes volumes de dados, que podem ser coletados, analisados e usados para embasar a tomada de decisões, identificar tendências e otimizar processos.

Desvantagens da IoT

Embora os sistemas de IoT possam ajudar a aprimorar diversos setores, eles também apresentam um conjunto específico de desafios e riscos:

Custo de produção

Os sistemas de IoT podem ter um custo elevado de aquisição e gerar despesas adicionais após a implantação. Para empresas de pequeno ou médio porte, investir em IoT pode não ser economicamente viável.

Recomendação: Avalie cuidadosamente os custos e benefícios da adoção da IoT antes de investir, incluindo os custos de desenvolvimento, manutenção e proteção dos dispositivos de IoT.

Segurança

Os sistemas de IoT podem estar vulneráveis a violações de segurança, o que pode levar ao roubo de dados confidenciais ou à interrupção de sistemas críticos.

Recomendação: proteja dispositivos e aplicações de IoT com protocolos de criptografia robustos e mecanismos de autenticação, além de monitorar atividades suspeitas.

Privacidade de Dados

Dispositivos e aplicações de IoT coletam grandes volumes de dados, que podem incluir informações confidenciais sobre pessoas e organizações.

Recomendação: identifique a quantidade mínima de dados que você precisa coletar para fornecer serviços de IoT. Seja transparente sobre as práticas de coleta de dados e tome medidas para proteger a privacidade das pessoas e organizações cujos dados estão sendo coletados.

Interoperabilidade

Dispositivos e aplicações de IoT geralmente são desenvolvidos com diferentes tecnologias e protocolos, o que pode dificultar sua integração com outros sistemas e dispositivos. Os sistemas de IoT fazem parte de um setor em constante evolução e, sem um conjunto de padrões e protocolos universalmente aceito, dispositivos e sistemas podem rapidamente ficar isolados ou fragmentados. Isso pode gerar problemas de compatibilidade e dificuldades no gerenciamento e na manutenção dos sistemas de IoT.

Recomendação: implemente protocolos padrão e formatos de dados sempre que possível. O setor precisa estabelecer padrões para melhorar a interoperabilidade.

Complexidade

Os sistemas de IoT contêm muitos dispositivos e fontes de dados, o que pode dificultar uma rápida expansão.

Recomendação: É importante que as equipes responsáveis pelos sistemas de IoT compreendam claramente a arquitetura e a infraestrutura necessárias para dar suporte a esses sistemas, bem como as habilidades e os recursos necessários para gerenciá-los e mantê-los.

Como os dispositivos de IoT se comunicam?

A conectividade deve ser uma consideração fundamental ao decidir qual protocolo ou tecnologia usar para dispositivos de IoT e seus casos de uso. Normalmente, os dispositivos de IoT utilizam uma plataforma de IoT baseada em nuvem que oferece diversos serviços, incluindo gerenciamento de dispositivos, armazenamento de dados e análises.

Para se comunicar com os dispositivos, a plataforma de IoT normalmente usa APIs e protocolos como HTTP, Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) e Constrained Application Protocol (CoAP). Outros métodos de comunicação incluem:

• Wi-Fi – Comumente usado em situações em que todos os dispositivos estão dentro do alcance de um ponto de acesso Wi-Fi (por exemplo, uma casa inteligente ou um dispositivo vestível de um paciente que monitora dados de saúde em um hospital). O Wi-Fi geralmente oferece uma boa área de cobertura, sendo adequado para transferências de dados em alta velocidade e com baixa latência.
• Bluetooth – Um método de comunicação usado no dia a dia, o Bluetooth funciona bem para informações que precisam ser compartilhadas a curtas distâncias entre dispositivos de IoT (por exemplo, ouvir música em um smartphone com fones de ouvido sem fio).
• Zigbee – Comumente usado em ambientes industriais, esse protocolo de comunicação sem fio de baixo consumo utiliza o mínimo de energia necessário. Por isso, o Zigbee é ideal para dispositivos que precisam operar por longos períodos sem recarga. O Zigbee também é capaz de conectar vários dispositivos simultaneamente em uma única rede.
• LoRaWAN – Um protocolo de comunicação sem fio de longo alcance e baixa potência para redes de longa distância (LPWA), comumente usado na agricultura, em cidades inteligentes e em outras situações nas quais a comunicação de longo alcance é essencial. O LoRaWAN é a camada de nuvem baseada na técnica proprietária de comunicação por rádio LoRa.
• Rede celular – Uma opção viável para casos de uso de longa distância devido à sua ampla área de cobertura com sistemas baseados em nuvem. No entanto, a rede celular pode ser cara devido a impostos e à manutenção periódica.

O que está envolvido no desenvolvimento de software para IoT?

O desenvolvimento de software para IoT pode envolver diversas tarefas, como desenvolver firmware e drivers para dispositivos IoT, projetar e implementar protocolos de comunicação entre dispositivos e sistemas de back-end, criar plataformas baseadas em nuvem para gerenciar e analisar dados de dispositivos IoT e desenvolver aplicativos móveis ou web para interagir com plataformas de IoT.

Os desenvolvedores responsáveis pelo desenvolvimento de software ou dispositivos de IoT devem considerar questões de segurança e privacidade. Os dispositivos de IoT costumam estar conectados a sistemas e redes sensíveis, ficando muitas vezes sujeitos a várias camadas de autenticação, acesso restrito e outras medidas rigorosas de segurança destinadas à proteção contra ataques cibernéticos e violações de dados.

As habilidades desejadas para desenvolvedores de IoT variam de acordo com o setor e a empresa. Por exemplo, um desenvolvedor de uma empresa de veículos autônomos precisaria ter experiência no uso de sistemas em nuvem devido ao compartilhamento de informações provenientes dos sensores dos veículos.

Outras habilidades desejáveis para vagas de desenvolvimento de IoT incluem:

• Aprendizado de máquina e inteligência artificial
• Linguagens de programação (incluindo, entre outras, JavaScript, Python e C)
• Desenvolvimento em Node.js
• Computação em nuvem
• Segurança da informação
• Design de UI e UX
• Análise de big data

O que considerar antes de adotar a tecnologia IoT

Os desenvolvedores de software interessados em adotar a IoT precisam primeiro definir um caso de uso. Pergunte a si mesmo: Como a tecnologia de IoT pode ser aplicada a este problema ou oportunidade de negócio específico? Isso pode envolver desde a otimização de processos externos existentes até a simplificação de fluxos de trabalho internos. Após identificar um caso de uso, comece a desenvolver uma estratégia para implementar a tecnologia de IoT a fim de solucionar o problema.

Em seguida, pesquise plataformas de IoT. Tendo em mente o caso de uso identificado, avalie as opções de plataforma com base nos recursos e funcionalidades específicos de que sua solução precisará. Depois, teste as opções finalistas. Como em qualquer projeto de desenvolvimento de software, é importante testar e aprimorar iterativamente suas aplicações de IoT para garantir que funcionem conforme o esperado. Isso pode envolver a realização de testes com usuários e de carga em dispositivos e redes de IoT, além do monitoramento do desempenho das aplicações em ambientes reais.

Por fim, faça uma verificação de segurança. Dispositivos e redes de IoT podem estar vulneráveis a violações de segurança, por isso é importante tomar medidas para proteger seus aplicativos e dados de IoT. Isso pode envolver a implementação de protocolos de criptografia robustos e o uso de mecanismos de autenticação seguros

Explorando o NGINX em sua jornada de IoT

O NGINX pode ser usado para rotear o tráfego entre dispositivos de IoT e sistemas baseados em nuvem, ajudando a gerenciar o tráfego e a garantir que os dados sejam transmitidos de forma eficiente e segura. O NGINX é fácil de integrar a outras ferramentas e protocolos, o que o torna uma ferramenta poderosa para gerenciar com segurança o tráfego da sua IoT.

O NGINX pode ser usado de diversas maneiras em sua implantação de IoT. Consulte estes recursos gratuitos para saber como o NGINX pode ser usado para:

• Roteie o tráfego entre dispositivos de IoT e sistemas baseados em nuvem, garantindo que os dados sejam transmitidos com eficiência e segurança.
• Balancear a carga do tráfego entre vários dispositivos IoT, garantindo que nenhum dispositivo fique sobrecarregado e que o tráfego seja distribuído uniformemente.
• Atue como um proxy reverso para proteger os dispositivos de IoT da exposição direta à internet.
• Armazenar em cache dados acessados com frequência, melhorando os tempos de resposta e reduzindo a carga sobre os dispositivos de IoT.
• Criptografar e autenticar o tráfego MQTT para dispositivos IoT.