IoT 40

1. A Internet das Coisas Luigi Atzori, Antonio Iera, Giacomo Morabito Leinylson Fontinele Centro de Ciência e Tecnologia - CCT Universidade Estadual do Ceará - UECE Tópicos em Internet Futuro Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 1 / 81

2. O que veremos? 1 Introdu¸cão 2 Um paradigma, muitas visões Porque IoF? Coisas orientadas Itens inteligentes Internet Ø Orientada a Semântica Tecnologias facilitadoras 3 Aplica¸cões Transporte e log´ıstica Healthcare Ambientes Inteligentes Dom´ınio pessoal e social Aplica¸cões futurista Endere¸camento e networking Seguran¸ca e privacidade Privacidade 4 ConclusõesLeinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 2 / 81

17. Introdu¸cão Internet das Coisas? The Internet of Things (IoT) é um paradigma que vem rapidamente ganhando espa¸co no cenário moderno da tecnologia sem fio de telecomunica¸cões. A idéia básica deste conceito é a presen¸ca generalizada de uma variedade de coisas ou objetos - como Radio-Frequency IDentification (RFID) tags, sensores, atuadores, telefones celulares, etc que nos rodeiam, ou que, através de esquemas de endere¸camento único, são capazes de interagir uns com os outros e cooperar com seus vizinhos para alcan¸car objetivos comuns. Na verdade, muitas questões desafiadoras ainda precisam ser debatidas, tanto tecnológicas, bem como nós sociais que devem ser desatados antes que a idéia IoT seja amplamente aceita. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 4 / 81

18. Introdu¸cão Internet das Coisas? The Internet of Things (IoT) é um paradigma que vem rapidamente ganhando espa¸co no cenário moderno da tecnologia sem fio de telecomunica¸cões. A idéia básica deste conceito é a presen¸ca generalizada de uma variedade de coisas ou objetos - como Radio-Frequency IDentification (RFID) tags, sensores, atuadores, telefones celulares, etc que nos rodeiam, ou que, através de esquemas de endere¸camento único, são capazes de interagir uns com os outros e cooperar com seus vizinhos para alcan¸car objetivos comuns. Na verdade, muitas questões desafiadoras ainda precisam ser debatidas, tanto tecnológicas, bem como nós sociais que devem ser desatados antes que a idéia IoT seja amplamente aceita. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 4 / 81

19. Figura: Diagramas de Venn das Vis˜oes do IoT

20. Outline 1 Introdu¸cão 2 Um paradigma, muitas visões Porque IoF? Coisas orientadas Itens inteligentes Internet Ø Orientada a Semântica Tecnologias facilitadoras 3 Aplica¸cões Transporte e log´ıstica Healthcare Ambientes Inteligentes Dom´ınio pessoal e social Aplica¸cões futurista Endere¸camento e networking Seguran¸ca e privacidade Privacidade 4 ConclusõesLeinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 6 / 81

21. Porque IoF? Porque este nome? Defini¸cões múltiplas de Internet of Things rastreáveis na comunidade de pesquisa atestam o forte interesse na questão IoT e à vivacidade dos debates sobre ela. A razão da imprecisão aparente em torno deste termo é uma conseqüência do nome ”Internet das Coisas”em si, que sintaticamente é composto por dois termos. O primeiro empurra para uma visão orientada na rede da Internet das coisas, enquanto o segundo move o foco em objetos ”genéricos”que integram um quadro comum. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 7 / 81

22. Porque IoF? Porque este nome? Defini¸cões múltiplas de Internet of Things rastreáveis na comunidade de pesquisa atestam o forte interesse na questão IoT e à vivacidade dos debates sobre ela. A razão da imprecisão aparente em torno deste termo é uma conseqüência do nome ”Internet das Coisas”em si, que sintaticamente é composto por dois termos. O primeiro empurra para uma visão orientada na rede da Internet das coisas, enquanto o segundo move o foco em objetos ”genéricos”que integram um quadro comum. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 7 / 81

24. Coisas orientadas Componentes atômicos, que ligam o mundo real com o mundo digital A primeira defini¸cão de IoT deriva da perspectiva de ”Coisas orientadas”, as coisas foram considerados itens muito simples: etiquetas de identifica¸cão por radiofrequência (RFID). O relatório da ONU afirma que uma nova era de onipresen¸ca está chegando onde os seres humanos podem tornar-se a minoria como geradores e receptores de tráfego e as mudan¸cas trazidas pela Internet serão diminu´ıdos por aquelas solicitadas realizadas por objetos de trabalho do cotidiano Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 9 / 81

25. Coisas orientadas Componentes atômicos, que ligam o mundo real com o mundo digital A primeira defini¸cão de IoT deriva da perspectiva de ”Coisas orientadas”, as coisas foram considerados itens muito simples: etiquetas de identifica¸cão por radiofrequência (RFID). O relatório da ONU afirma que uma nova era de onipresen¸ca está chegando onde os seres humanos podem tornar-se a minoria como geradores e receptores de tráfego e as mudan¸cas trazidas pela Internet serão diminu´ıdos por aquelas solicitadas realizadas por objetos de trabalho do cotidiano Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 9 / 81

27. Spimes Itens inteligentes Um conceito que emergiu de lado IoT é o spime, definido como um objeto que pode ser rastreado através do espa¸co e do tempo ao longo de sua vida. São um tipo de sensores não somente equipados com comunica¸cão sem fio normal, memória e capacidades de elabora¸cão, mas também com o novo potencial. Comportamento autônomo e pró-ativo, sensibiliza¸cão ao contexto e comunica¸cão colaborativa Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 11 / 81

28. Spimes Itens inteligentes Um conceito que emergiu de lado IoT é o spime, definido como um objeto que pode ser rastreado através do espa¸co e do tempo ao longo de sua vida. São um tipo de sensores não somente equipados com comunica¸cão sem fio normal, memória e capacidades de elabora¸cão, mas também com o novo potencial. Comportamento autônomo e pró-ativo, sensibiliza¸cão ao contexto e comunica¸cão colaborativa Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 11 / 81

29. Spimes Itens inteligentes ”A partir de qualquer momento, conectividade em qualquer lugar para qualquer um, agora teremos conectividade para qualquer coisa”. Muito al´em de uma mera “Abordagem RFID”, fala em ”Um mundo onde as coisas podem se comunicar automaticamente com outros computadores e outros tipos de servi¸cos para o benef´ıcio do humano Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 12 / 81

30. Spimes Itens inteligentes ”A partir de qualquer momento, conectividade em qualquer lugar para qualquer um, agora teremos conectividade para qualquer coisa”. Muito al´em de uma mera “Abordagem RFID”, fala em ”Um mundo onde as coisas podem se comunicar automaticamente com outros computadores e outros tipos de servi¸cos para o benef´ıcio do humano Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 12 / 81

32. Internet Ø ”IP sobre qualquer coisa” Segue uma abordagem de redu¸cão da complexidade da pilha IP A IoT será implantada por meio de uma espécie de simplifica¸cão do IP atual para adaptá-lo a qualquer objeto e fazer esse objeto endere¸cável e acess´ıvel a partir de qualquer local Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 14 / 81

33. Internet Ø ”IP sobre qualquer coisa” Segue uma abordagem de redu¸cão da complexidade da pilha IP A IoT será implantada por meio de uma espécie de simplifica¸cão do IP atual para adaptá-lo a qualquer objeto e fazer esse objeto endere¸cável e acess´ıvel a partir de qualquer local Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 14 / 81

35. Orientada a Semântica O número de itens envolvidos na Internet do Futuro está destinado a tornar-se extremamente elevado. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 16 / 81

37. Tecnologias facilitadoras Tecnologias de identifica¸cão, deteçcão e comunica¸cão ”AnyTime, AnyWhere, AnyMedia” Neste contexto, os principais componentes da IoT serão os sistemas RFID, que são compostos por um ou mais leitor(es) e várias etiquetas RFID. As etiquetas são caracterizadas por um único identificador e são aplicadas a objetos (até mesmo pessoas ou animais). Assim, o sistema de RFID pode ser utilizado para monitorizar objetos em tempo real, sem a necessidade de estar no campo de visão, o que permite o mapeamento do mundo real para o mundo virtual. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 18 / 81

40. Tecnologias facilitadoras Tecnologias de identifica¸cão, deteçcão e comunica¸cão De um ponto de vista f´ısico, uma etiqueta RFID é um pequeno microchip ligado a uma antena (que é usada tanto para receber o sinal de transmissão do leitor e etiqueta de identifica¸cão), em uma embalagem que é geralmente similar a uma etiqueta adesiva. Redes de sensores também irão desempenhar um papel crucial na IoT. Na verdade, elas podem cooperar com os sistemas de RFID para melhorar e controlar o estado de coisas, isto é, a sua localiza¸cão, a temperatura, movimentos, etc. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 19 / 81

41. Tecnologias facilitadoras Tecnologias de identifica¸cão, deteçcão e comunica¸cão De um ponto de vista f´ısico, uma etiqueta RFID é um pequeno microchip ligado a uma antena (que é usada tanto para receber o sinal de transmissão do leitor e etiqueta de identifica¸cão), em uma embalagem que é geralmente similar a uma etiqueta adesiva. Redes de sensores também irão desempenhar um papel crucial na IoT. Na verdade, elas podem cooperar com os sistemas de RFID para melhorar e controlar o estado de coisas, isto é, a sua localiza¸cão, a temperatura, movimentos, etc. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 19 / 81

42. Figura: RFID - Wireless Sensor Netwokrs - RFID Sensor Networks Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 20 / 81

43. Tecnologias facilitadoras Tecnologias de identifica¸cão, deteçcão e comunica¸cão Os sistemas RFID são do tamanho muito pequeno e o muito baixo custo. Além disso, o seu tempo de vida não é limitado pela dura¸cão da bateria; As redes de sensores sem fio são tem alta cobertura de rádio e o paradigma da comunica¸cão não requer a presen¸ca de um leitor (a comunica¸cão é peer-to-peer que, é assimétrica para o outro tipos de sistemas); Rede de sensores RFID dá suporte ao sensoriamento, computa¸cão e comunica¸cão. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 21 / 81

46. Figura: Arquitetura da IoT

47. Middleware camada de software ou um conjunto de sub-camadas O middleware vem ganhando cada vez mais importância nos últimos anos devido ao seu importante papel na simplifica¸cão do desenvolvimento de novos servi¸cos e a integra¸cão de novas tecnologias. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 23 / 81

48. Aplica¸cões Através do uso de protocolos de servi¸cos web padrão, os aplicativos podem realizar uma perfeita integra¸cão entre sistemas distribu´ıdos e aplica¸cões. As Aplica¸cões estão no topo da arquitetura, exportando todas as funcionalidades do sistema para o usuário final. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 24 / 81

49. Composi¸cão de servi¸cos SOA (Servi¸co Orientado a Objetos). Fornece as funcionalidades para a composi¸cão dos servi¸cos individuais para constru¸cão de aplica¸cões espec´ıficas. Nesta fase não há nenhuma no¸cão de dispositivos e os únicos bens vis´ıveis são servi¸cos. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 25 / 81

50. Gerenciamento de servi¸cos Permite o desenvolvimento remoto de novos servi¸cos durante o tempo de funcionamento, a fim de satisfazer as necessidades da aplica¸cão Nesta camada, alguns middlewares oferecem a inclusão de um conjunto expandido de funcionalidades relacionadas com a gestão de QoS e gestão de bloqueio, bem como algumas fun¸cões semânticas (por exemplo, gerenciamento de pol´ıtica e contexto). Um repositório de servi¸co é constru´ıdo nessa camada, de modo a saber qual é o catálogo de servi¸cos que está associado a cada objeto na rede. A camada superior pode, então, compor servi¸cos complexos, unindo os servi¸cos fornecidos nesta camada. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 26 / 81

51. Abstra¸cão de objeto Capaz de harmonizar o acesso aos diferentes dispositivos com uma linguagem e procedimento comum. A Internet das coisas depende de um conjunto vasto e heterogêneo de objetos, cada um fornecendo fun¸cões espec´ıficas acess´ıveis através do seu próprio dialeto. Existe assim a necessidade de uma camada de abstra¸cão. Assim, a menos que um dispositivo ofere¸ca servi¸cos web vis´ıveis (detectável) em uma rede IP, não há a necessidade de introduzir uma camada de embrulho, que consiste em duas principais subcamadas: A interface, que é responsável pela gestão de todas as opera¸cões de chegada/sa´ıda de mensagens envolvidas na comunica¸cão com o mundo externo. A subcamadas de comunica¸cão, que implementa a lógica por trás dos métodos de servi¸co da Web e traduz estes métodos em um conjunto de comandos espec´ıficos do dispositivo para se comunicar com os objetos do mundo real. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 27 / 81

54. Confian¸ca, privacidade e gerenciamento de seguran¸ca A implanta¸cão de uma comunica¸cão automática de objetos em nossas vidas representa um perigo para o nosso futuro. Na verdade, invis´ıvel para os usuários, tags RFID embutidas em nossos dispositivos pessoais, roupas e mantimentos pode inadvertidamente ser acionado para responder com o seu ID e outras informa¸cões. Isso potencialmente permite um mecanismo de vigilância que permeiam grande parte de nossas vidas. O middleware deve, então, incluir fun¸cões relacionadas com a gestão da confian¸ca, privacidade e seguran¸ca de todos os dados trocados. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 28 / 81

55. Confian¸ca, privacidade e gerenciamento de seguran¸ca A implanta¸cão de uma comunica¸cão automática de objetos em nossas vidas representa um perigo para o nosso futuro. Na verdade, invis´ıvel para os usuários, tags RFID embutidas em nossos dispositivos pessoais, roupas e mantimentos pode inadvertidamente ser acionado para responder com o seu ID e outras informa¸cões. Isso potencialmente permite um mecanismo de vigilância que permeiam grande parte de nossas vidas. O middleware deve, então, incluir fun¸cões relacionadas com a gestão da confian¸ca, privacidade e seguran¸ca de todos os dados trocados. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 28 / 81

56. Figura: Dominioda de Aplica¸c˜ao (Cenarios da IoT)

58. Carros avan¸cados, trens, ônibus, bem como bicicletas ao longo de estradas e/ou trilhos estão cada vez mais instrumentados com sensores, atuadores e poder de processamento. Estradas e mercadorias transportadas também estão equipados com etiquetas e sensores que enviam informa¸cões importantes sobre o tráfego local e controle de ve´ıculos para otimizar uma rota, ajudar na gestão dos depósitos, fornecer ao turista informa¸cões sobre o transporte adequado e monitorar o status das mercadorias transportadas. Com ou sem um motorista humano, tecem dentro e fora do tráfego em ótima velocidade, evitando acidentes através de sensores de proximidade, fazendo com que eles repelem magneticamente de outros objetos sobre a estrada. Eles podem ser chamados a partir do lado da rua pelo telefone ou usando gestos com as mãos. A localiza¸cão do usuário é automaticamente rastreado via GPS e permite que os usuários solicitem um táxi para estar em um determinado local e em um determinado momento, apenas apontando em um mapa espec´ıfico. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 31 / 81

59. Carros avan¸cados, trens, ônibus, bem como bicicletas ao longo de estradas e/ou trilhos estão cada vez mais instrumentados com sensores, atuadores e poder de processamento. Estradas e mercadorias transportadas também estão equipados com etiquetas e sensores que enviam informa¸cões importantes sobre o tráfego local e controle de ve´ıculos para otimizar uma rota, ajudar na gestão dos depósitos, fornecer ao turista informa¸cões sobre o transporte adequado e monitorar o status das mercadorias transportadas. Com ou sem um motorista humano, tecem dentro e fora do tráfego em ótima velocidade, evitando acidentes através de sensores de proximidade, fazendo com que eles repelem magneticamente de outros objetos sobre a estrada. Eles podem ser chamados a partir do lado da rua pelo telefone ou usando gestos com as mãos. A localiza¸cão do usuário é automaticamente rastreado via GPS e permite que os usuários solicitem um táxi para estar em um determinado local e em um determinado momento, apenas apontando em um mapa espec´ıfico. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 31 / 81

60. Log´ıstica Obter informa¸cões sobre os produtos relacionados Tecnologia de processamento de informa¸cões em tempo real com base no RFID e NFC pode realizar o monitoramento em tempo real de quase todos os elos da cadeia de suprimentos, desde a mercadoria, compra de matéria-prima, produ¸cão, transporte, armazenamento, distribui¸cão e venda de semiprodutos e processamento de dutos, ”retornos e servi¸co pós-venda”. Como resultado tem-se que o tempo de rea¸cão das empresas tradicionais é de 120 dias a partir das exigências dos clientes para o fornecimento de mercadoria, enquanto as empresas avan¸cadas que fazem uso destas tecnologias (tais como Wal-Mart) só precisam de alguns dias e podem, basicamente, trabalhar com estoque de seguran¸ca zero. Adicionalmente, o acesso em tempo real ajuda a loja a informar aos clientes sobre a disponibilidade de produtos e dar-lhes mais informa¸cões sobre os produtos em geral. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 32 / 81

61. Log´ıstica Obter informa¸cões sobre os produtos relacionados Tecnologia de processamento de informa¸cões em tempo real com base no RFID e NFC pode realizar o monitoramento em tempo real de quase todos os elos da cadeia de suprimentos, desde a mercadoria, compra de matéria-prima, produ¸cão, transporte, armazenamento, distribui¸cão e venda de semiprodutos e processamento de dutos, ”retornos e servi¸co pós-venda”. Como resultado tem-se que o tempo de rea¸cão das empresas tradicionais é de 120 dias a partir das exigências dos clientes para o fornecimento de mercadoria, enquanto as empresas avan¸cadas que fazem uso destas tecnologias (tais como Wal-Mart) só precisam de alguns dias e podem, basicamente, trabalhar com estoque de seguran¸ca zero. Adicionalmente, o acesso em tempo real ajuda a loja a informar aos clientes sobre a disponibilidade de produtos e dar-lhes mais informa¸cões sobre os produtos em geral. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 32 / 81

62. NFC Comunica¸cão Por Proximidade (Near Field Communication) É uma tecnologia que permite a troca de informa¸cões sem fio e de forma segura entre dispositivos compat´ıveis que estejam próximos um do outro. Ou seja, logo que os dispositivos estejam suficientemente próximos, a comunica¸cão é estabelecida automaticamente, sem a necessidade de configura¸cões adicionais. Estes dispositivos podem ser telefones celulares, tablets, crachás, cartões de bilhetes eletrônicos e qualquer outro dispositivo que tenha um chip NFC. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 33 / 81

63. NFC Comunica¸cão Por Proximidade (Near Field Communication) É uma tecnologia que permite a troca de informa¸cões sem fio e de forma segura entre dispositivos compat´ıveis que estejam próximos um do outro. Ou seja, logo que os dispositivos estejam suficientemente próximos, a comunica¸cão é estabelecida automaticamente, sem a necessidade de configura¸cões adicionais. Estes dispositivos podem ser telefones celulares, tablets, crachás, cartões de bilhetes eletrônicos e qualquer outro dispositivo que tenha um chip NFC. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 33 / 81

64. Figura: NFC Aplicacoes

65. Figura: Tag leitora NFC

66. Tipos de Transmissão NFC - Near Field Communication Passivo apenas um dos dispositivos gera o sinal de conexão, o segundo apenas recebe. Assim é poss´ıvel colocar etiquetas NFC em itens que não recebem alimenta¸cão elétrica direta, como cartões, embalagens e cartazes. Ativo ambos os dispositivos geram o sinal, por exemplo, um smartphone e um receptor no caixa de uma loja. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 36 / 81

67. Tipos de Transmissão NFC - Near Field Communication Passivo apenas um dos dispositivos gera o sinal de conexão, o segundo apenas recebe. Assim é poss´ıvel colocar etiquetas NFC em itens que não recebem alimenta¸cão elétrica direta, como cartões, embalagens e cartazes. Ativo ambos os dispositivos geram o sinal, por exemplo, um smartphone e um receptor no caixa de uma loja. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 36 / 81

68. Tipos de Transmissão NFC - Near Field Communication Leitura e grava¸cão leitura ou altera¸cão de dados em um dispositivo NFC, como um receptor que desconta créditos registrados em um cartão de viagens. Figura: NFC Pagamento Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 37 / 81

69. Tipos de Transmiss˜ao NFC - Near Field Communication Peer-to-peer: cada dispositivo pode tanto receber quanto enviar dados para o outro, por exemplo, para a troca de arquivos entre dois celulares. Figura: NFC peer2peer Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 38 / 81

70. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 39 / 81

71. Condu¸cão assistida Sistemas anticolisão e monitoramento de transporte de materiais perigosos. Carros, trens e ônibus, juntamente com as estradas e os trilhos equipados com sensores, atuadores e poder de processamento, podem fornecer informa¸cões importantes para o condutor e/ou passageiros de um carro para permitir uma melhor navega¸cão e seguran¸ca. Autoridades governamentais também podem se beneficiar de informa¸cões mais precisas sobre os padrões de tráfego rodoviário para fins de planejamento. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 40 / 81

72. Condu¸cão assistida Sistemas anticolisão e monitoramento de transporte de materiais perigosos. Carros, trens e ônibus, juntamente com as estradas e os trilhos equipados com sensores, atuadores e poder de processamento, podem fornecer informa¸cões importantes para o condutor e/ou passageiros de um carro para permitir uma melhor navega¸cão e seguran¸ca. Autoridades governamentais também podem se beneficiar de informa¸cões mais precisas sobre os padrões de tráfego rodoviário para fins de planejamento. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 40 / 81

73. Mapas Aumentados Informa¸cões tur´ısticas Mapas tur´ısticos podem ser equipados com as marca¸cões, que permitirão Telefones NFC para navegar nele e chamar automaticamente servi¸cos web fornecendo informa¸cões sobre hotéis, restaurantes, lazer, monumentos e eventos relacionados com a área de interesse do usuário. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 41 / 81

75. Rastreamento Identificar uma pessoa ou objeto em movimento Inclui tanto rastreamento de posi¸cão em tempo real, como é o caso de paciente de monitoramento de fluxo para melhorar o fluxo de trabalho em hospitais. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 43 / 81

76. Coleta de dados Coleta e transferência automática de dados Destinada principalmente a redu¸cão do tempo de processamento, automa¸cão de processos e atendimento automatizado. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 44 / 81

77. Sentindo Diagnosticar as condi¸cões do paciente Dispositivos sensores que habilitam uma fun¸cão centrada num paciente em particular, provendo informa¸cões em tempo real sobre os indicadores de saúde do paciente. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 45 / 81

79. Casas e escritórios Sensores e atuadores distribu´ıdos Um ambiente inteligente é aquele que faz o seu trabalho fácil e confortável Salas de aquecimento podem ser adaptadas para as nossas preferências e o clima, e a ilumina¸cão do ambiente pode mudar de acordo com a hora do dia; Incidentes domésticos podem ser evitados com sistemas de monitoramento e alarme apropriados; Energia pode ser economizada por desligando automaticamente. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 47 / 81

83. Plantas industriais Controle de qualidade - OBSERVER Implanta¸cão maci¸ca de etiquetas RFID associada às pe¸cas de produ¸cão. Um evento é gerado pelo leitor com todos os dados necessários, tais como o número do RFID. A máquina/robô é notificado por este evento, afim de tomar uma medida necessária. Em paralelo, uma rede de sensores sem fio, montada na máquina, monitora uma determinada vibra¸cão e se ultrapassa um determinado limiar, um evento é gerado para parar imediatamente o processo em execu¸cão Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 48 / 81

86. Museu e academia inteligentes Explora¸cão de instala¸cões. Em um museu, exposi¸cões do edif´ıcio podem evocar vários per´ıodos históricos (per´ıodo eg´ıpcio ou idade do gelo), com condi¸cões climáticas divergentes. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 49 / 81

88. As aplica¸cões abrangidas neste dom´ınio são aqueles que permitem ao usuário interagir com outras pessoas para manter e construir rela¸cões sociais. Na verdade, as coisas podem auto-desencadear automaticamente a transmissão de mensagens para os amigos para permitir que eles saibam o que estão fazendo ou o que temos feito no passado, como mover de/para a nossa casa/escritório Check-in Automático. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 51 / 81

89. Redes sociais Twitter - Facebook - et coetera Atualiza¸cão automática de informa¸cões sobre nossas atividades sociais em redes sociais e portais web. Podemos pensar em RFID que geram eventos sobre pessoas e lugares para dar aos usuários atualiza¸cões em tempo real em suas redes sociais. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 52 / 81

90. Redes sociais Twitter - Facebook - et coetera Atualiza¸cão automática de informa¸cões sobre nossas atividades sociais em redes sociais e portais web. Podemos pensar em RFID que geram eventos sobre pessoas e lugares para dar aos usuários atualiza¸cões em tempo real em suas redes sociais. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 52 / 81

91. Perdas Onde estão minhas chaves!? Ajuda a encontrar objetos que não lembramos onde foram deixadas. Permite aos usuários visualizar a última localiza¸cão registrada para seus objetos marcados. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 53 / 81

92. Perdas Onde estão minhas chaves!? Ajuda a encontrar objetos que não lembramos onde foram deixadas. Permite aos usuários visualizar a última localiza¸cão registrada para seus objetos marcados. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 53 / 81

93. Furtos Fecho convexo de sensores RFID Uma aplica¸cão semelhante à anterior, pode permitir ao utilizador (o dono da casa ou escritório) saber se alguns objetos foram movidos para fora de uma área restrito, o que pode indicar que o objeto está sendo roubado. Neste caso, o evento deve ser imediatamente notificado ao proprietário e/ou para os seguran¸cas. Por exemplo, a aplica¸cão pode enviar um SMS. Fecho Convexo Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 54 / 81

96. Figura: Convex Hull Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 55 / 81

98. Táxi Robô Em cidades futuras, enxames de robô táxis juntos, movendo-se em rebanhos, prestando servi¸co onde ele é necessário em tempo hábil e de forma eficiente. Os táxis robôs respondem em tempo real a movimentos de tráfego da cidade, e são calibrados para reduzir congestionamento nos pontos de estrangulamento na cidade. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 57 / 81

99. Figura: Toyota Prius com o sistema ”Google Self-Driving Car”: autoriza¸c˜ao para rodar no estado de Nevada

100. Figura: Motorista Eletrˆonico

101. Sala de jogo aprimorada Realidade Mega Aumentada =) Assim como os jogadores, as salas estão equipados com uma variedade de dispositivos para sentir a localiza¸cão, movimento, acelera¸cão, umidade, temperatura, ru´ıdo, voz, informa¸cão visual, frequência card´ıaca e pressão arterial. A sala usa essa informa¸cão para medir emo¸cão e os n´ıveis de energia de modo a controlar a atividade de jogo de acordo com o estado do jogador. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 60 / 81

102. Sala de jogo aprimorada Realidade Mega Aumentada =) Assim como os jogadores, as salas estão equipados com uma variedade de dispositivos para sentir a localiza¸cão, movimento, acelera¸cão, umidade, temperatura, ru´ıdo, voz, informa¸cão visual, frequência card´ıaca e pressão arterial. A sala usa essa informa¸cão para medir emo¸cão e os n´ıveis de energia de modo a controlar a atividade de jogo de acordo com o estado do jogador. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 60 / 81

104. A IoF incluirá um número extremamente elevado de nós, cada um irá produzir conteúdo que deverá ser recuperável por qualquer usuário autorizado, independentemente de sua posi¸cão. Isso exige pol´ıticas eficazes de endere¸camento. Atualmente, o protocolo IPv4 identifica cada nó por meio de um endere¸co de 4 bytes. É bem conhecido que o número de endere¸cos IPv4 dispon´ıveis está diminuindo rapidamente e em breve chegará a zero. Neste contexto, o endere¸camento IPv6 foi proposto cujo endere¸cos são expressos por meio de 128 bits. Portanto, é poss´ıvel definir mais endere¸cos, o que deve ser suficiente para identificar qualquer objeto que vale a pena tal investimento. Assim, podemos pensar em atribuir um IPv6 a todas as coisas inclu´ıdas na rede. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 62 / 81

110. Seguran¸ca Venerável a ataques!! Muitas vezes os componentes passam a maior parte do tempo sozinhos, e assim, é fácil atacá-los fisicamente. A maioria das comunica¸cões são sem fios, o que faz a escuta extremamente simples. Mais especificamente, os principais problemas relacionados com a seguran¸ca preocupam-se com a autentica¸cão e integridade dos dados. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 65 / 81

111. Seguran¸ca Venerável a ataques!! Muitas vezes os componentes passam a maior parte do tempo sozinhos, e assim, é fácil atacá-los fisicamente. A maioria das comunica¸cões são sem fios, o que faz a escuta extremamente simples. Mais especificamente, os principais problemas relacionados com a seguran¸ca preocupam-se com a autentica¸cão e integridade dos dados. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 65 / 81

112. Seguran¸ca Autentica¸cão dos dados Autentica¸cão é mais dif´ıcil, pois geralmente requer infraestruturas apropriadas de autentica¸cão e servidores que consigam seu objetivo através de troca de mensagens apropriadas com outros nós. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 66 / 81

113. Figura: Ataque por intercepta¸c˜ao de dados

114. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( Consideremos o caso em que A é o nó que pretende autenticar outros elementos do sistema através de algum mecanismo RFID e que um atacante roubou a identidade do elemento B (note que que B pode ser qualquer elemento de IoT capaz de computa¸cão e comunica¸cão). O atacante irá posicionar dois transceptores. O primeiro perto de A, que chamamos de B’ e o segundo perto de B, que chamamos de A’. A idéia básica é fazer com que A acredite que B’ é B, e fazer B acreditar que A’ é A. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 68 / 81

115. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( Consideremos o caso em que A é o nó que pretende autenticar outros elementos do sistema através de algum mecanismo RFID e que um atacante roubou a identidade do elemento B (note que que B pode ser qualquer elemento de IoT capaz de computa¸cão e comunica¸cão). O atacante irá posicionar dois transceptores. O primeiro perto de A, que chamamos de B’ e o segundo perto de B, que chamamos de A’. A idéia básica é fazer com que A acredite que B’ é B, e fazer B acreditar que A’ é A. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 68 / 81

116. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( O nó B’ transmitirá o sinal de consulta recebido do nó A para o nó A’. O receptor A’ irá retransmitir tal sinal para que B possa recebê-lo. Observe que o sinal transmitido por A’ é uma réplica exata do sinal transmitido por A. Deste modo, é imposs´ıvel para o nó B compreender que o sinal não foi transmitido por A e, portanto, ele irá responder com a sua identifica¸cão. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 69 / 81

117. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( O nó B’ transmitirá o sinal de consulta recebido do nó A para o nó A’. O receptor A’ irá retransmitir tal sinal para que B possa recebê-lo. Observe que o sinal transmitido por A’ é uma réplica exata do sinal transmitido por A. Deste modo, é imposs´ıvel para o nó B compreender que o sinal não foi transmitido por A e, portanto, ele irá responder com a sua identifica¸cão. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 69 / 81

118. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( O nó A’ recebe tal resposta e os transmite para o nó B’, que vai transmiti-lo ao nó A. No nó A não é poss´ıvel distinguir que tal resposta não foi transmitida pelo nó B e, portanto, irá identificar o recepetor B’ como elemento B e proporcionar acesso em conformidade. Isto pode ser feito, independentemente do fato de o sinal ser criptografado ou não. Solu¸cões de integridade de dados devem garantir que um atacante não possa modificar os dados na transa¸cão sem que o sistema detecte a mudan¸ca. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 70 / 81

121. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( Os dados podem ser modificados por atacantes enquanto estão armazenados no nó ou quando eles percorrem a rede. Algoritmos criptográficos t´ıpicos gastam grande quantidade de recursos em termos de energia e largura de banda, tanto na fonte, como no destino (Exemplo: números primos: criptografar e descriptografar). Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 71 / 81

122. Seguran¸ca Intercepta¸cão :( Os dados podem ser modificados por atacantes enquanto estão armazenados no nó ou quando eles percorrem a rede. Algoritmos criptográficos t´ıpicos gastam grande quantidade de recursos em termos de energia e largura de banda, tanto na fonte, como no destino (Exemplo: números primos: criptografar e descriptografar). Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 71 / 81

124. O conceito de privacidade está profundamente enraizado em nossas civiliza¸cões, é reconhecida em todas as legisla¸cões de pa´ıses civilizados. Figura: Não é o caso dos EUA :) Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 73 / 81

125. Privacidade Acho que estou sendo observado... Assim, a privacidade deve ser protegida, assegurando que os indiv´ıduos podem controlar quais dos seus dados pessoais estão sendo coletados, quem está coletando esses dados e, quando isso está acontecendo. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 74 / 81

126. Privacidade Acho que estou sendo observado... Além disso, os dados pessoais recolhidos só devem ser usados com o objetivo de apoiar servi¸cos de prestadores de servi¸cos autorizados, e, finalmente, os dados só devem ser armazenados até que seja estritamente necessário. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 75 / 81

127. Privacidade Acho que estou sendo observado... Por exemplo, considere o cenário de aplica¸cão sobre Casas confortáveis e escritórios, e concentre-se sobre o caso de um edif´ıcio, onde vários escritórios estão localizados. Neste caso, algumas capacidades de deteçcão serão implantadas no ambiente para rastrear a posi¸cão de pessoas e controlar a ilumina¸cão ou o aquecimento em conformidade. Se o sistema é implantado apenas para aumentar o conforto dos escritórios, reduzindo o consumo de energia, então pol´ıticas devem ser adotadas para proteger a privacidade: Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 76 / 81

128. Privacidade Acho que estou sendo observado... Por exemplo, considere o cenário de aplica¸cão sobre Casas confortáveis e escritórios, e concentre-se sobre o caso de um edif´ıcio, onde vários escritórios estão localizados. Neste caso, algumas capacidades de deteçcão serão implantadas no ambiente para rastrear a posi¸cão de pessoas e controlar a ilumina¸cão ou o aquecimento em conformidade. Se o sistema é implantado apenas para aumentar o conforto dos escritórios, reduzindo o consumo de energia, então pol´ıticas devem ser adotadas para proteger a privacidade: Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 76 / 81

129. Privacidade Posi¸cão e deslocamentos de pessoas não devem ser ligados a sua identidade O sistema de rastreamento não coleta informa¸cões sobre a posi¸cão e os movimentos dos usuários individuais, mas considera apenas usuários agregados; Pessoas são informados do âmbito e da maneira em que seus movimentos são rastreados pelo sistema. Os dados coletados pelo sistema de rastreamento deve ser para fins de controle de ilumina¸cão e aquecimento e, em seguida, eliminados do sistema de armazenamento. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 77 / 81

130. Privacidade Posi¸cão e deslocamentos de pessoas não devem ser ligados a sua identidade O sistema de rastreamento não coleta informa¸cões sobre a posi¸cão e os movimentos dos usuários individuais, mas considera apenas usuários agregados; Pessoas são informados do âmbito e da maneira em que seus movimentos são rastreados pelo sistema. Os dados coletados pelo sistema de rastreamento deve ser para fins de controle de ilumina¸cão e aquecimento e, em seguida, eliminados do sistema de armazenamento. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 77 / 81

131. Privacidade Redes de Sensores, e agora?? Os indiv´ıduos que entram em uma área onde uma rede de sensores está implantada não pode controlar quais informa¸cões estão sendo coletadas sobre eles, por exemplo, considerando uma rede de sensores composta de câmeras instaladas em uma determinada área. A única maneira de um indiv´ıduo evitar que tais câmeras não capturem sua imagem é não entrar na área. Outro exemplo seria o caso de uma rede de sensores composta por câmeras para fins de vigilância por v´ıdeo. Neste caso, imagens de pessoas podem ser turvas, a fim de proteger a sua privacidade. Se ocorrer algum evento, então a imagem relevante poderá ser reconstru´ıda. Aplica¸cão de filtros na imagem (Moda, Média, Mediana) Mostrar o funcionamento do filtro para recuperar uma imagem, a partir de uma imagem distorcida em virtude da politica de privacidade Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 78 / 81

135. A Internet mudou drasticamente a maneira como vivemos, a IdC tem a possibilidade de acrescentar uma nova dimensão a este processo, permitindo a comunica¸cão entre os objetos inteligentes, levando a visão de comunica¸cão ”a qualquer hora, em qualquer lugar, qualquer coisa”. Um paradigma interessante que está surgindo no contexto da Internet do futuro é a chamada Web Squared, que é uma evolu¸cão da Web 2.0. Ela é obtida tendo em conta as informa¸cões sobre o usuário contexto coletadas pelos sensores (microfone, câmera, GPS, etc) implantados nos terminais de usuário. Nesta perspectiva, o Web Squared pode ser considerado como um dos aplicativos em execu¸cão sobre a Internet das coisas, como a Web é hoje um (importante) aplicativo em execu¸cão através da Internet. Neste trabalho, foram avaliados os mais importantes aspectos da IoT, com ênfase no que está sendo feito e quais são as questões que exigem mais pesquisas. Com efeito, tecnologias atuais tornam o conceito IoT viável, mas não se encaixam bem com a escalabilidade e eficiência exigidas. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas Tópicos em Internet Futuro 79 / 81

138. Isso ´e tudo pessoal Obrigado Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 80 / 81

139. Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 81 / 81

140. frame Leinylson Fontinele (UECE - CCT) A Internet das Coisas T´opicos em Internet Futuro 81 / 81

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