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A IoT está crescendo em um ritmo rápido, o mundo inteiro está adepto a esta tecnologia e ela já tem impacto nas nossas vidas cotidianas. Smart TVs, lâmpadas inteligentes e assistentes pessoais como a Alexa já participam do dia a dia da casa, mas a IoT também está nas grandes indústrias com o aceleramento da automação. Veja alguns tópicos para o futuro da Internet das Coisas:

Dispositivos Conectados: Em 2021 mais de 10 bilhões de dispositivos estavam conectados a IoT, segundo a Statista. Esse número tende a crescer cada vez mais conforme mais objetos adquirem conexão com a internet e comunicação entre dispositivos.

Cidades Inteligentes: É indiscutível que um dos grandes pólos da IoT são as Cidades Inteligentes. Investimentos públicos e privados que buscam combinar tecnologia com serviços de infraestrutura e cidadania estão crescendo cada vez mais, principalmente na região Asia-Pacifico. Com zonas de inovação, novas startups e empreendimentos encontram um mercado em ascensão.

Roteadores Seguros: Com cada vez mais dispositivos conectados, é importante investir na segurança da porta de entrada da internet: os roteadores. Dados criptografados, DNS Seguro e atualizações automáticas de segurança são tendências para evitar invasão e comprometimento da rede.

Uso de Produtos Inteligentes: Os consumidores irão começar a sentir mais os efeitos dos benefícios da IoT – Eficiência energética, segurança e proteção melhoradas e produtos de alta qualidade – aumentando a percepção da importância dos smart devices. 

Ecossistemas de Dispositivos Centrados em Aplicativos: Um novo tipo de dispositivo pode ser desenvolvido para aumentar o desejo dos consumidores. A ideia central é focar na criação de aplicações que funcionem para mais de um fornecedor, e que os fornecedores trabalhem na padronização, facilitando a interoperação de diferentes aplicativos. Assim, investimentos em hardware de IoT serão mais fáceis, pois os compradores não tem medo de seu produto cair no desuso, por depender de apenas um modelo sem integração com outros.

IoT para Negócios – Aumentar a produtividade, diminuir custos e trabalhar em parceria público-privada, são possibilidades do uso da IoT nos negócios. Seja em modelos industriais, no desenvolvimento de novas tecnologias ou no varejo.

Sensores de gás multi-aplicativos estão sendo desenvolvidos para reconhecer ameaças bioquímicas, além disso de serem capaz de reconhecer diferentes doenças apenas analisando sua respiração.

Semáforos inteligentes por monitoramento de vídeo conseguirão ajustar as luzes verde e vermelha de acordo com o tráfego. Os sistemas de estacionamento também poderão funcionar com sensores que emitem dados em tempo real. Assim, os congestionamentos irão diminuir e, consequentemente, diminuirá a poluição do ar até através da tecnologia. Quer saber mais sobre o futuro da IoT e como operá-lo a seu favor? Entre em contato conosco. 

Você sabe como funciona a Internet das Coisas? Muito mais que um conceito, ela é habilitada por uma série de inovações tecnológicas. Confira algumas:

Identificação por radiofrequência (RFID): é uma tecnologia central para a comunicação dos dispositivos, que integra uma tag transmissora para comunicação sem fio. O RFID ajuda a identificar e localizar objetos. Pode ser passivo (sem bateria) ou ativo (com bateria), e transmite informações para leitores adequados que compartilham os dados para a análise.

Rede de Sensores Sem Fio (WSN):  o elemento central da rede WSN é o nó sensor que integra ainda capacidades de processamento e de comunicação sem fio. Tais sensores coletam a informação, depois a processam “standalone” ou coordenam com nós vizinhos e a transmitem em direção ao usuário ou para nós processadores (sink nodes).

Computação em Nuvem: poder acessar e compartilhar recursos de qualquer lugar a qualquer momento se tornou possível com o desenvolvimento da nuvem. Ela é uma interface e infraestrutura fundamental para a eficiência da IoT.

Armazenamento e Análise de Dados: interoperabilidade, integração e comunicação adaptativa são essenciais, por isso, IoT gera e analisa altas quantidades de dados, que precisam ser armazenados e analisados de forma inteligente e eficaz.

Visualização: a interação do usuário com o ambiente virtual é feita através dos  dispositivos que projetam visualmente sua integração. Seja em telas touchscreen ou pela ativação através de comando de voz, a essência das tecnologias de visualização é o acesso para o usuário.

O desenvolvimento da Internet das Coisas permite aos objetos serem identificados unicamente e adquirirem a habilidade de se comunicar com outros objetos em qualquer tempo e em qualquer lugar. Essa habilidade é alcançada através de três componentes: 

# Hardware: como sensores, chips embutidos e baterias. 

# Ponte: como tecnologias que fazem a comunicação entre os dispositivos físicos e aplicações necessárias. 

# Apresentação: o design dos objetos para que possam responder ao usuário de forma inteligente. 

Quando combinados, formam uma rede de IoT que proporciona fenômenos simples e complexos, seja para reproduzir um vídeo de um dispositivo para o outro, ligar a luz através de um comando de voz para uma assistente pessoal ou controlar rodovias em uma cidade inteligente. As possibilidades são imensas. 

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A Internet das coisas (IoT) é a interconexão via Internet de dispositivos computacionais integrados em objetos do dia a dia, os habilitando para envio e recebimento de dados.

Confira uma breve linha do tempo da sua história:

1969: Surgimento da Internet através da ARPANET.

1973: Primeira patente de etiquetas RFID (identificação por radiofrequência).

1974: Um sistema embarcado (ou sistema embutido) é um sistema microprocessado no qual o computador é completamente encapsulado ou dedicado ao dispositivo ou sistema que ele controla.

1984: Uma máquina de coca cola foi conectada a internet para reportar a disponibilidade e temperatura da bebida.

1990: Proliferação da internet em negócios, mas com uso limitado devido a baixa performance das conexões.

1991: Computação Ubíqua é proposta por Mark Weiser, que ajuda a tornar a interação entre humano e computador invisível, ou seja, integrar a informática com as ações e comportamentos naturais das pessoas.

1992-1998: Sensor nodes são desenvolvidos para receber dados de sistemas embarcados únicos e trocar informações, realizando a ideia básica da IoT.

1999: A comunicação “dispositivo para dispositivo” foi introduzida por Bill Joy e o termo Internet das Coisas foi usado pela primeira vez por Ashton.

2000 em diante: A digitalização aumenta e a conexão e presença na internet vira norma para as aplicações, negócios e produtos.

2010: Redução do custo do desenvolvimento das tecnologias, permitindo maior inserção no mercado.

2015: Dispositivos domiciliares já adquiriram a habilidade de receber localizações.

2020: Miniaturização e ganho de eficiência dos dispositivos.

O verdadeiro potencial da Internet das Coisas (IoT) está apenas começando. Essa tecnologia opera atrás das cortinas e responde dinamicamente ao nosso desejo de que as coisas sejam mais práticas e inteligentes.

A IoT, junto com Robótica, Inteligência Artificial, Nanotecnologia, Biotecnologia e Impressão 3D marca a Quarta Revolução Industrial. Em particular, IoT é um conceito que impacta nossa vida em todos os aspectos, inclusive na maneira em que trabalhamos. Pode melhorar drasticamente segurança, eficiência energética, educação, saúde e muitos outros aspectos do cotidiano dos consumidores, através de soluções inovadoras. Além de atuar ativamente em processos industriais, logísticas de distribuição, manufaturas, agricultura e demais setores. 

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Smart Grids (Redes Inteligentes) são a parte crítica de sistemas de distribuição elétrica em Cidades Inteligentes. Redes de energia modernas, quando integradas com com machine learning e Internet das Coisas (IoT), adquirem domínio operacional para controlar, monitorar, analisar dados, prover serviços  de gerenciamento para os consumidores, serviços de emergência, gerenciamento de contas e taxas e muito mais. 

Para as próximas tecnologias de Smart Grid, é preciso relacionar cinco esferas: componentes, comunicação, informação, função e negócios. Assim, é possível entrelaçar tecnologias da informação, informática da energia e pontos de vista comerciais. 

Um framework leve e que preserve a privacidade pode ser construído com Q learning, um modelo de machine learning, em que o algoritmo funciona através do aprendizado por reforço, ou seja, mede o resultado de uma ação em um estado particular, e após várias tentativas, atinge a assertividade sobre qual ação tomar em determinado estado. Utilizando informações de consumo e contas de luz, o conjunto de dados pode ser provido para servidores cloud para uma criação de plano de energia baseado em Q learning. Futuramente, a apresentação dos planos é feita de modo a manter a confidencialidade. Assim, a distribuição e cobrança de energia podem ser feitas de forma eficiente, levando em consideração a necessidade de cada área/setor em diferentes períodos. 

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As áreas urbanas estão sob pressão para aprimorarem seus planejamentos estratégicos, entregar cada vez mais e melhores operações e infraestrutura, e fazer isso a um custo acessível.  

A disponibilidade de dados reais na cidade é um elemento crítico para uma variedade de serviços e aplicações. Para indivíduos que usam transporte coletivos, dados de viagem em tempo real são relevantes, obtendo atualizações precisas do momento em que o ônibus ou trem irá passar. O ideal é promover um ecossistema em que as partes interessadas podem se engajar em uma gama de atividades online, como websites, serviços, empresas, turismo, que compartilham uma infraestrutura comum. 

Diversos setores do mercado de tecnologia estão identificando, planejando, implementando e distribuindo produtos específicos para programas de cidades inteligentes, que quando combinados podem ser geridos a favor da administração pública.  

Os produtos para cidades inteligentes devem ser simples de usar, eficazes, responder bem a mudanças, transparentes e ecologicamente corretos. As pessoas precisam que eles se integrem facilmente ao cotidiano, tornando o dia a dia melhor do que antes. As três áreas fundamentais que devem ser pensadas em suas interações: Dados, Informações e Infraestrutura. 

É fato, as emissões de carbono precisam ser reduzidas. Diversas iniciativas públicas e privadas vêm trabalhando para oferecer soluções nesse setor. Em Smart Cities, o ideal é a construção de uma gestão inteligente de energia, orientada para energia verde e limpa, de acordo com políticas de desenvolvimento sustentável. 

Energias renováveis são benéficas no desenvolvimento das cidades inteligentes. Para isso, a Inteligência Artificial (IA) pode ser usada para promover esta atitude sustentável. Construindo melhorias em infraestrutura, produção e distribuição de energia nas cidades, enquanto combate os desafios apresentados como variação na demanda e disponibilidade de fontes energéticas. 

Gestão de Oferta-Demanda: A IA pode antecipar as necessidades dos consumidores e responder de maneira rápida e automatizada às oscilações naturais na demanda energética, respondendo eficientemente aos picos.

Armazenamento Inteligente: Com IA, a flexibilidade no armazenamento enfrenta o desafio da volatilidade de produção das fontes renováveis, fazendo trocas automatizadas entre fontes através da detecção da possibilidade de maior produtividade, evitando o desperdício de recursos.

Sistema de Controle: Apagões e eventuais problemas conseguem ser reparados mais rapidamente com um sistema inteligente de controle. Alarmes e monitoramento contínuo estruturam a rede de apoio necessária nos perímetros urbanos inteligentes, que funcionam e dependem de fontes energéticas ativas ininterruptamente.

Essa gestão é integrada em diferentes setores como prédios, infraestruturas, gestão de água, gestão de desperdício e transportes. Planejar e controlar a demanda energética, fornecimento e consumo são maneiras de realizar uma administração eficiente com o objetivo de maximizar a produtividade e reduzir custos e emissões de carbono. Desta forma, gerenciar a energia significa “poupar energia”. Um dos exemplos da integração é incluir medidores inteligentes, que diferenciam os status de operação das companhias e consumidores, demonstrando em tempo real a relação entre oferta e demanda. 

A vantagem das energias renováveis é sua independência dos combustíveis fósseis, que são extremamente poluentes e com preços voláteis no mercado. Contudo, a inconstância das fontes renováveis pedem a adoção de tecnologias para produzir e armazenar energia em condições favoráveis e apenas distribuí-la quando as condições estão desfavoráveis. Previsão de dados acurados podem eliminar desperdícios e saídas desnecessárias. 

Por isso, a Inteligência Artificial pode realizar recomendações, decisões e predições. Na aplicação de algoritmos automatizados com previsões climáticas, é possível tornar eficiente todas as fases desse setor. Garantindo produção de energia a partir de energia renovável, estabilidade e confiança, segurança operacional, previsão de demanda precisa, ótima produção e armazenamento e excelência em design e gestão. 

Atualmente, engarrafamentos são uma realidade cotidiana devido ao crescimento populacional. A cada dia, o número de carros nas estradas cresce. Um sistema de transporte rápido e eficiente é crucial para o desenvolvimento. Para isso, monitoramento automatizado do tráfego e vigilância são cruciais para uma cidade inteligente, que amplia, com tecnologia, a qualidade de vida e bem-estar. 

Tecnologias inteligentes para o controle de tráfego:

Processamento de imagem: no processamento de imagem, os carros são detectados através de fotografias. Em vários locais da rua, webcams são posicionadas para realizar capturas. As imagens são comparadas com uma referência original – a rua vazia – e o semáforo controlado a partir da porcentagem de compatibilidade. Quanto menor a porcentagem de compatibilidade, ou seja, mais tráfego, maior o tempo de luz verde.

Machine Learning: com reinforcement learning, é possível definir uma situação, tomar decisões e torná-las cada vez mais eficientes com a detecção automática da eficácia da ação – a diminuição do tempo total de espera, ou seja, o tempo que o carro permanece parado na rodovia. A ação é a decisão inteligente e automatizada de qual semáforo ficará com a luz verde,  durante determinada quantidade de tempo,  permitindo passagem ou condução à esquerda/direita.

Um atraso para a gestão urbana é o uso dos semáforos pré-configurados com tempos fixos. Com um uso eficiente e inteligente, os engarrafamentos e o tráfego podem ser melhor administrados. Para tanto, duas técnicas são interessantes: processamento de imagem e machine learning.

O processamento de imagem, com uma aproximação por porcentagem da quantidade de tráfego, é um investimento adequado, facilmente implementado e ideal para cruzamentos simples. 

Em interseções e cruzamentos mais complexos, como rodovias com várias linhas, é possível aplicar o monitoramento com RFID (exigindo sua presença nos carros) e automatizar os semáforos com machine learning. O RFID é um método de identificação automática através de sinais de rádio, recuperando e armazenando dados remotamente, permitindo a identificação precisa da quantidade de veículos em cada via. 

Um estudo conduzido por Shivnath Yadav, Sunakshi Singh, e Vijay Kumar Chaurasiya, com o algoritmo de Q Learning, conseguiu reduzir em até 86% o tempo de espera. 

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Seis fatores críticos são cruciais para entender e desenvolver cidades inteligentes. Estes fatores são usados para ter uma visão holística das iniciativas. Eles são: Social, Gestão, Economia, Legal, Tecnologia e Sustentabilidade. Cada um deles sustenta bases para que os setores públicos e privados possam planejar e implementar Smart Cities. Dando uma visão panorâmica de suas potencialidades e desafios. 

Social – A habilidade para os cidadãos se comunicarem com grupos e agências representa um ideal onde todos participam no design da Smart City.

Gestão – A administração eficiente pede um avanço para a e-governança. Atividade e participação são essenciais, além do compartilhamento e acesso às informações públicas. Aumentando as possibilidades de processos cada vez mais democráticos.

Economia – Um indicador chave para medir o crescimento de uma cidade é o econômico. Smart Cities estimulam o empreendedorismo, inovação, produtividade e flexibilidade, além de integrar o nacional nos mercados globais.  Elas precisam ser um espaço para o desenvolvimento, fomentado ativamente pelo aparato organizacional e governamental.

Legal – Compliance, conselhos e movimentos políticos influenciam os rumos das cidades inteligentes. Os dispositivos legais precisam criar regulamentações que auxiliem o uso da tecnologia mantendo e protegendo a integridade dos cidadãos.

Sustentabilidade – Sustentabilidade é desenvolvimento econômico sem prejudicar e criar problemas ambientais. Uma cidade inteligente precisa gerir adequadamente seus recursos hídricos e energéticos, bem como sistemas de armazenamento e políticas que aumentem a qualidade de vida para todos.

Tecnologia – O inteligente da cidade está nas tecnologias de informação e comunicação. Uma das tecnologias que merece destaque é o Big Data, que conecta dispositivos e informações e permite decisões eficazes em tempo real.

O framework proposto por Joshi Sujataa, Saxena Sakshamb, Godbole Tanvic e Shreya analisa como cada fator afeta e afetará outros. Também indica que alguns fatores podem ser mais importantes que outros a depender do contexto. 

Ele é construído em dois níveis: o interno contém aqueles de maior impacto nas iniciativas de cidade inteligente, contendo a tecnologia como base fundacional. O nível externo contém aqueles que podem ser influenciados pelo nível interno, pois o precedem enquanto base de qualquer estratégia de desenvolvimento urbano. 

Assim, é possível mapear relações de impacto, garantir o sucesso do investimento tecnológico e planejar modos de retorno. 

A alma de uma Smart City é uma comunicação inteligente. 

A comunicação nas cidades inteligentes pode ser feita por Wireless Sensor Network ligados a um servidor local responsável por tomar decisões.

Seus usos são: monitoramento de energia, monitoramento da qualidade da água, monitoramento de tráfego, auxílio em sistemas de estacionamento, emissão de alertas de saúde, emissão de alerta de possíveis desastres naturais.

Segurança da comunidade, infraestrutura de transporte, consumo de energia e sustentabilidade ambiental são assuntos da urbanização. Diversas cidades estão sendo planejadas para se transformarem em Smart Cities, onde o foco é tornar a vida mais prática e confortável. E a comunicação nesses espaços também precisa ser inteligente. 

A Internet das Coisas (IoT) é extremamente ligada aos elementos que compõem uma Smart City. Os sensores nos diversos dispositivos habilitados para a IoT produzem dados heterogêneos, que são recebidos por um servidor responsável por tomar decisões baseadas nessas informações. A capacidade de compartilhar esses dados deve ser tratada como a alma de uma Smart City.

Um papel chave é desempenhado por Wireless Sensor Networks (WSNs) para ligar os centros de comunicação usando a infraestrutura existente com um mínimo de investimento. Criando uma rede entre os dispositivos IoT e o servidor local. Equipados de bateria, os nodes sensores de WSN coletam, processam e comunicam com o servidor local usando a energia armazenada na bateria. 

Assim, monitoramento de luz e uso de energia podem ser construídos com WSN. Além disso, podem ajudar hospitais a monitorar pacientes e emitir alertas em tempo real. Mais ainda, a qualidade do ar e da água também podem ser medidos em diversos sensores e mandados ao servidor local via WSN. Até mesmo sistemas de estacionamento podem ser otimizados com essa tecnologia.  

Drones estão se tornando parte da infraestrutura de cidades inteligentes. Monitoramento de tráfego, inspeção em infraestrutura, gestão de recursos limitados, entrega de bens e assistência na saúde são alguns dos seus usos. Conheça algumas de suas particularidades:

Subsistema Comando, Controle, Comunicação e Inteligência: apoia o compartilhamento dos dados da missão – histórico de eventos, status dos drones – e insights acionáveis, ajudando na correlação e formação das decisões, bem como do consenso do time. Roda interplataforma e é compatível com transmissão de dados multimídia.

Engine de Gestão da Missão – Coordena e define as ações do time dos drones, utilizando os dados do Subsistema de Comando para decidir a próxima ação.

Engine de Machine Learning – Dados como configuração, ação do time, histórico de eventos e progresso das missões geram informações significativas para a ação dos drones. Essas informações são processadas e entregues ao time de drones antes que o consenso sobre o próximo passo aconteça, que combina com as informações coletadas com o próprio drone para gerar dados mais precisos.

Engine de Controle de Voo – seu propósito principal é controlar o comportamento de voo. Tem suporte para parâmetros customizados de navegação e bibliotecas de código específicas para drones. 

Assim como a Internet das Coisas constrói uma rede de comunicação e compartilhamento de informação entre várias tecnologias inteligentes, a Internet Dos Drones funciona como  uma rede arquitetural de controle, que coordena os drones nos céus e provê serviços de navegação entre localizações que podem ser chamadas de nodes.

Esse desenvolvimento ainda está iniciando e enfrenta inúmeros desafios. Chandra Sekar Veerappan, Peter Kok Keong Loh, and Reny Joy Chennattu propuseram um Smart Drone Controller, projetado em Qt C++. Em uma missão de Detecção de Intrusos usando SDC’s ML Engine com biblioteca YOLO4/Darknet, há uma distância de 5m, obteve 80% de precisão. Os próximos planos desse framework estão na adição de impedimento de colisões, coleta de maiores métricas, maior detecção de objetos em tempo real. 

Além de pesquisas de caráter público, inúmeras empresas também estão investindo nessa área, como forma de inovação de seus serviços e futura integração em planos de cidade inteligente. Quer saber mais? Entre em contato conosco.