Seminário de Sistemas e Tecnologias de Informação

Internet das Coisas – Smart Objects

SISTEMAS E TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO

Carlos Mota, Pedro Fernandes , Ruben Jesus 2012/2013

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Sumário

Internet das Coisas - Smart Objects

• Introdução – A Internet das Coisas• Smart Objects• Potenciadores dos Smart Objects

– Sistemas Energéticos dos Smart Objects– Tecnologias de Comunicação – Antenas– Tecnologias de Comunicação Wireless– Protocolos de Comunicação - IPv6 e os Smart Objects– Integração e Interoperabilidade - SIP

• Áreas de Aplicação da Internet das Coisas• Smart Objects – Koubashi WiFi Plant Sensor• Outras Aplicações dos Smart Objects• Tendências Futuras• Conclusão• Bibliografia

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Introdução - A Internet das Coisas

Internet das Coisas - Smart Objects

• A Internet das Coisas (Internet of Things) é um conceito de computação que descreve um futuro onde diariamente surgirão novos objectos físicos ligados entre si e à Internet e que serão capaz de se identificar perante outros dispositivos ou equipamentos – Os Smart Objects.

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Smart Objects

• O que são, então, os Smart Objects?

• Os Smart Objects são objectos físicos ou digitais autónomos adaptados de forma a terem capacidades sensoriais, de processamento e comunicação.

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Potenciadores dos Smart Objects

Smart Objects

Sistemas Energéticos

Tecnologias de

Comunicação

Protocolos de

Comunicação

Tecnologia SIP

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• Como podemos transformar um objecto comum num Smart Object?

• O desenvolvimento de pequenos computadores com sensores ou actuadores e um dispositivo de comunicação, através de tecnologias como SIP – System-in-Package, e a sua integração em objectos de outra forma "isolados" permitiu a criação dos Smart Objects.

• SIP – System-in-Package - São pequenos computadores com sensores ou actuadores e com um dispositivo de comunicação, que permite a sua integração em objectos que de outra forma estariam isolados.

Smart Objects

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Sistemas Energéticos dos Smart Objects

• É necessária energia eléctrica para que os objectos possam comunicar entre si.

• Os sistemas energéticos que existem actualmente não são adequados

• Principais Objectivos :• Desenvolver tecnologias de forma a que os objectos assegurem a produção da

sua própria energia;• Criar baterias uma maior autonomia;• Reduzir a dimensão e peso das baterias.

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Tecnologias de Comunicação - Antenas

Para assegurar comunicações eficazes entre todos os Smart Objects será necessário: • Desenvolver novas antenas multi-frequência• Desenvolver novos esquemas de modulação• Maior velocidade de transmissão de dados• Utilizar antenas:

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Impressas Bobina Embutidas em Chips

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Tecnologias de Comunicação Wireless

• Existem, actualmente, várias tecnologias de comunicação wireless que podem ser utilizadas nos Smart Objects:

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Wi-Fi 3G Bluetooth ZigBee Satélite Proprietárias

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Tecnologias de Comunicação Wireless

• 2 mil milhões de dispositivos utilizam actualmente Wi-Fi• Pode ser utlizado conjuntamente com outras tecnologias de comunicação• Taxas de Transferência Altas

• Melhoramentos Necessários:• Segurança da transmissão de dados• Consumo energético dos dispositivos• Facilidade de integração

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Tecnologias de Comunicação Wireless

3G• Taxas de Transferência Altas; Infraestrutura Implementada a Larga Escala• Depende de Rede de Operadores Móveis; Consumo Energético; Custo das

Comunicações

Bluetooth• Baixo Custo; Fácil Implementação e Configuração• Alcance Curto; Taxas de Transferência Baixas; Baixa Segurança

ZigBee• Longo Alcance; Taxas de Transferência Altas; Baixo Consumo Energético; Segurança• Pouco disseminado em relação ao WiFi; Interoperabilidade com outras tecnologias

Satélite• Longo Alcance; Funcionamento em Locais Remotos• Custos; Captação Limitada a Espaços Abertos; Taxa de Transmissão de Dados Baixa

Tecnologias Proprietárias• Desenhadas para Fins Específicos; Integração com os Equipamentos do Fabricante• Interoperabilidade; Custos de Desenvolvimento; Não são Standard

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IPV6 e os Smart Objects

Um dos grandes avanços tecnológicos facilitadores da criação de uma Internet das Coisas foi o desenvolvimento do IPv6.Para suportar o rápido crescimento do número de aplicações para os Smart Objects a tecnologia de rede utilizada tem que assegurar escalabilidade e interoperabilidade entre os vários equipamentos e ter uma base de padronização sólida.

Protocolos de Comunicação – IPv6 e os Smart Objects

Vantagens da utilização de IPv6:

• Tecnologia aberta• Estandardizada na forma de documentos RFC• Baixa utilização de memória• Versátil• Ubíqua• Escalável• Gerível• Estável• Ponto-a-Ponto

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Tecnologia – IPv6 e os Smart Objects

2128 endereços IPv6 = 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.4566.805.647.338.418.760.000.000.000.000 = número de vezes que se poderia atribuir endereços únicos aos 50.000.000.000 de equipamentos estimados que estarão ligados em 2020.

IPv4IPv6

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Integração e Interoperabilidade - SIP

A tecnologia SiP – System in Package

• Integração de capacidades de comunicação, sensoriais e de processamento de informação nos objectos

• Redução de custos de produção

• Aumento da ecoeficiência

• Integração de chips e antenas em materiais alternativos como têxteis ou papel

• Aumento de resistência e durabilidade dos equipamentos

• Uniformização de tecnologias e protocolos

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Áreas de Aplicação da Internet das Coisas

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Áreas de Aplicação da Internet das Coisas

Segundo a Beecham Research a Internet das Coisas dever-se-á tornar transversal a todas as áreas da sociedade:

• Construção e Edifícios Inteligentes• Energia• Consumo Doméstico• Saúde• Industria• Transportes• Comércio• Segurança• Tecnologias de Informação e Comunicação

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Smart Objects – Koubachi WiFi Plant Sensor

A Koubachi é uma empresa Suíça que surgiu em 2009 como spin off da ETH Zurich e que é suportada pela agência governamental Suíça CTI (Commission for Technology and Innovation), tem como objectivo identificar e potenciar o uso de Smart Objects.

O Koubachi Wi-Fi Plant Sensor pretende "dar voz" às plantas de forma a sabermos o que a planta necessita.

O sensor mede a humidade do solo, a temperatura e intensidade da luz.

Os dados recolhidos na planta pelo sensor estão acessíveis em qualquer lugar e a qualquer hora no site da empresa Koubachi que os armazena de forma gratuita na Cloud. Aplicação disponível no mercado de aplicações do Iphone.

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Retalho• Sistema Libelium Smartphone Detection

Indústria• Sightmachine

Segurança• Cartrack - Sistema de Localização e Anti-Roubo de

Veículos

Cidades Inteligentes• Smart Parking - Streetline ParkSight™

Outras aplicações dos Smart Objects

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Tendências Futuras

• Segundo a Cisco Internet Business Solutions Group (IBSG) teremos cerca de 25 mil milhões de equipamentos ligados à internet em 2015 e 50 mil milhões em 2020.

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• Esta é uma nova fase da Internet.• Cada vez mais objectos terão um meio único de identificação e a capacidade de

trocar informação automaticamente entre si e através da Internet.• A sua utilização isolada apresenta já oportunidades interessantes.• Quando estes objectos estiverem interligados teremos a oportunidade de usufruir

verdadeiramente de uma Internet das Coisas que mudará o nosso quotidiano de uma forma tão profunda como as mudanças causadas pelo surgimento do telefone ou da Internet.

• Mas levantam-se vários desafios :– Segurança e privacidade dos dados– Paradigma energético actual– Custos dos dispositivos

• Com a resposta a estas questões estarão reunidas as condições para o surgimento da "Era da Internet das Coisas"

Conclusão

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Bibliografia

• Internet Of Things in 2020 - Roadmap for the future - EPPoSS (2008)• Introduction to IP in Commercial Buildings - Stamatis Karnouskos, JP Vasseur, Patrick Wetterwald, Jerald Martocci, Ted Humpal, & Ming Zhu (Editor)• Adding sense to the Internet of Things - Tomás Sánchez López, Damith C. Ranasinghe, Mark Harrison, Duncan McFarlane (2010)• 6LoWPAN: Incorporating IEEE 802.15.4 into the IP architecture - Jonathan Hui, David Culler (2009)• A Standardized and Flexible IPv6 Architecture for Field Area Networks - Rob Kopmeiners, et al (2011)• Key Problems and Instantiations of the Internet of Things (IoT) - Dennis Matthias Dominik Picker-Huchzermeyer (2010)• IP for Smart Objects - Adam Dunkels, JP Vasseur (2010)• Synthesis journal 2008 - Bob Williams (2008)• Communications of the ACM - Successful Strategies for iPv6 Rollouts. Really. - Thomas a. Limoncelli, Vinton G. Cerf (2011)• Internet of Things at Work: Enabling Plug-and-Work in Automation Networks - Amine M. Houyou, Hans-Peter Huth• IoT@Work - WP 1 – PLUG&WORK IoT Requirement, Assessement and Architecture - M. Villa, etal• On the Architecture and Address Mapping Mechanism of IoT - Bin Xu, Yangguang Liu, Xiaoqi He, Yanping Tao (2010)• The Internet of Things – A Problem Statement - Gyu Myoung Lee, Jeong Yun Kim (2010)• Convergence of Sensor Networks/Internet of Things and Power Grid Information Network at Aggregation Layer - Dahai Han, etal(2010)• Smart Objects as Building Blocks for the Internet of Things - Gerd Kortuem, Fahim Kawsar, Daniel Fitton, Vasughi Sundramoorthy (2010)• Architecture and Protocols for the Internet of Things: A Case Study - Castellani, A et al (2010)• http://pt.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi• http://www.rtcmagazine.com/articles/view/101933• http://www.insightsip.com/compagny-profile.html• http://imasters.com.br/artigo/25326/tecnologia/ipv6-portas-abertas-para-a-era-da-internet-das-coisas• http://tools.ietf.org/html/rfc2460• http://www.techopedia.com/definition/28247/internet-of-things-iot• Bob Williams, FCMA CSI, Group Senior Consultant - http://www.itsc.org.sg/pdf/synthesis08/Five_Internet.pdf• http://postscapes.com/internet-of-things-history• http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPIPOverviewandHistory.htm• http://www.rfidjournal.com/article/view/4986• http://www.cartrack.pt• http://www.internet-of-things.eu/• http://www.internet-of-things-research.eu/• http://www.theinternetofthings.eu/• http://postscapes.com/

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Autores:Carlos Mota, Aluno #: 20121648 Pedro Fernandes , Aluno #: 20121658Ruben Jesus , Aluno #: 20121625

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Obrigado pela atenção