Cidades Inteligentes e a Internet das Coisas

             Kiev.Gama@cesar.org.br

                   @kievgama


           Palestra do WTT’12 - Unicap
Esta apresentação


  Parte I - Internet das Coisas




  Parte II - Cidades Inteligentes




                                    slide 2
Internet das Coisas




                      slide 3
Computação ubíqua


 Ubiquitous Computing

    u.bí.quo
    adj (lat ubiquu) 1 Que está ou pode estar em toda parte ao
    mesmo tempo; onipresente. 2 Filos Que realmente está
    presente em todos os lugares ao mesmo tempo;
    onipresente.


 Fonte: Dicionário Michaelis




                                                            slide 4
Computação pervasiva


 Pervasive Computing

 Pervasivo: verbete não encontrado no dicionário (pt)

 Tradução português-inglês:

    pervasive
    per.va.sive
    adj 1 penetrante, infiltrador. 2 difundido, espalhado, difuso.
    3 Philos universal.




                                                               slide 5
Mark Weiser’s Vision




  “As tecnologias mais profundas são aqueles que
  desaparecem. Tecem-se no tecido da vida
  cotidiana, até que sejam indistinguíveis dele.”
                                           Mark Weiser




                                                    slide 6
Xerox Palo Alto
Research Center (PARC)




                                  Whiteboard compartilhado
Mark Weiser (1952-1999)

                                         LCD




                                           Tablet



                          Detalhe: a foto foi tirada em 1991
                                                      slide 7
Miniaturização de
dispositivos




                    slide 8
Massificação da
tecnologia

  No passado:
  1 Computador
   para várias pessoas



  Hoje:
  1 Pessoa tem vários computadores
     –   Smart phones
     –   MP3 players
     –   Leitores de PDF
     –   Laptops
     –   Tablets
     –   Video games
                                     slide 9
No Brasil


  Dados* de março/abril 2012
        – 251 milhões de celulares
        – 99 milhões de computadores pessoais
        – Tablets ainda em expansão: 200 mil



  Acesso a Internet
        – Fontes divergem, mas apontam entre 70 e 80 milhões
          de pessoas com acesso a Internet




* Fontes: FGV, Teleco e Ipsos                                  slide 10
Sensores


 Miniaturização e uma gama de sensores sem fio
 disponíveis
    –   GPS
    –   Altitude
    –   Umidade
    –   Pressão
    –   Aceleração




                                                 slide 11
M2M:
Machine-to-machine

 Dispositivos e sistemas que comunicam-se entre si
 Diversos contextos
    – Casas e prédios inteligentes, monitoramento de maquinário,
      gerenciamento de galpões, homecare




                                                                   slide 12
M2M: Cadeia de
Funcionamento

 Coleta de dados
    – Sensores
 Transmissão dos dados através de redes comuns
    – GSM
    – Wi fi
    – Ethernet
 Avaliação dos dados
    – Em sistemas corporativos
    – Em sistemas específicos ao contexto de M2M
 Resposta/reação
    – Sem intervenção humana



                                                   slide 13
Identificar objetos


  Bilhões de objetos comunicantes

  Necessidade de Identificação única
     – IPv6
        • Apenas objetos comunicantes
     – RFID
        • Qualquer objeto pode ser etiquetado




                                                slide 14
RFID


 Radio frequency Identification




                                  slide 15
Evolução de código
de barras?

  Código de barras
     – Cada produto igual tem o mesmo código




                                               slide 16
Mesmo que se tente inovar …




…o mesmo código continuaria servindo para objetos iguais   slide 17
ID único


  RFID
     – Cada produto, mesmo sendo idêntico a outro, tem uma
       etiqueta única

     – Capaz de armazenar pequena quantidade de dados
       (read-only ou read/write dependendo do tipo de etiqueta)

     – Possibilidade e efetuar um “kill” da etiqueta




                                                           slide 18
“Uma Internet das Coisas”


  Termo usado em 1999 por Kevin Ashton, diretor do
  Auto-ID Labs do MIT

  Diversos objetos etiquetados com RFID fariam
  parte de uma vasta rede de sensores. Objetos
  poderiam ser rastreados e encontrados, de forma
  que existisse uma Internet das coisas.




                                                    slide 19
Spimes


 Conceito (2004) do escritor Bruce Sterling



 Refere-se a objetos que possam ser rastreados no
 espaço e tempo ao longo da sua vida.



 O que já é feito pelos padrões EPCGlobal
      http://www.gs1.org/epcglobal




                                                slide 20
Visão de arquitetura
 EPCGlobal simplificada


                                                       Object Name Service
Nível que lida com
objetos físicos (”coisas”)


                                                          ONS
                                     Edge


                             Edge




           RFID Readers +
           Sensors



                                                     EPC IS            EPC IS
                                    Premise

                             Edge
                                              Electronic Product Code Information Services

                                                                                   slide 21
Limitações desta visão



  A conectividade é um fator limitador do RFID



  A arquitetura EPCGlobal
     – É focada em supply chain
     – Não aceita Ids não padronizados
     – Cobra pelo serviço do ONS




                                                 slide 22
E se quisermos rastrear qualquer coisa?




                                          slide 23
Um balão meteorológico
”home made”




                         slide 24
Reuso de infra RFID

  Middleware + aplicativo de monitoramento de objetos

  Impossível se a infraestrutura usada fosse puramente EPCGlobal!




                                    http://wiki.aspire.ow2.org/xwiki/bin/view/Main/Demos   slide 25
Visão expandida


 Conceito de Internet das Coisas precisou extrapolar
 as fronteiras do RFID



 Hoje nos referimos a uma “sociedade” de objetos
 comunicantes, sem se restringir ao uso de RFID



      Identificação + sensores + conectividade




                                                   slide 26
CIDADES INTELIGENTES


                       slide 27
Crescimento urbano = problemas


 Até 2050, cerca de 70% da população mundial
 viverá em áreas urbanas



 Até o ano de 2025 as cidades representarão 85%
 da população da América Latina



 Muita gente = luta por espaço e recursos naturais




                                                     slide 28
O problema “clássico” de (grandes) cidades




                                        slide 29
slide 30
Pode-se optar por coletivos...




                                 slide 31
slide 32
Esperar ...


... ou furar fila
Os problemas urbanos não param por aí




                                        slide 34
SEGURANÇA



            slide 35
LIXO


       slide 36
ENERGIA   slide 37
ÁGUA




       slide 38
Estratégias diversas para criar
uma Cidade Inteligente

  Urbanismo

  Engenharia de tráfego

  Reciclagem

  Uso sustentável de recursos naturais




                                         slide 39
Como as T I C s   (Tecnologias de Informação e Comunicação)



                  poderiam nos ajudar?



                                                     slide 40
Ajudar a buscar
Respostas




  Para o governo
     – Visão administrativa




  Para a população
     – Visão de “usuário” da cidade




                                      slide 41
Visão administrativa




  A água/energia elétrica disponível na cidade está
  limitada
     – Tenho empregado boas práticas de consumo?
     – Baseando-se no meu padrão de consumo, há alguma
       sugestão para melhorar meus hábitos?




                                                         slide 42
Visão administrativa




  Onde estão os gargalos de trânsito neste
  momento?




  Na velocidade em que está chovendo, em quanto
  tempo o nível da água do rio começará a
  representar ameaça de enchente?



                                                  slide 43
Visão administrativa



  Há suspeita de alguma epidemia na cidade?
     – Quais os locais dos focos ?




  Quais bairros tem utilizado mais eletricidade no
  horário de pico de consumo?




                                                     slide 44
Visão de usuário



  Tenho consulta médica na sexta às 16hrs.
     – A que horas devo sair do trabalho para o consultório e
       qual rota devo tomar para evitar tráfego intenso?




  Vou a um evento à noite na rua X.
     – Baseado em estatísticas de criminalidade, onde é o local
       mais seguro para deixar meu carro?




                                                                slide 45
Uma estratégia genérica
hoje

  Espalhar sensores pela cidade e inferir informação
    baseando-se nesses dados

  “Chuva” constante de dados

  Necessidade de empregar diferentes técnicas
     –   Cloud computing
     –   Data mining
     –   Contexto
     –   ...




                                                   slide 47
Smart Grids
Foco: Uso otimizado de energia




                                 slide 48
Centro de Operações - Rio




                            slide 49
Serviço grátis na Internet (API e aplicativos)

Dados de sensores
   – Publicação
   – Consulta


Permite conectar dispositivos e aplicativos

Dados em tempo real




                                                 slide 50
Arquitetura de soluções para
cidades inteligentes




                                     Aplicativos



                               Data Storage + Serviços



                                       Coisas


                                                         slide 51
Pessoas como sensores

Conceito PaSs: People as Sensors
As pessoas como sensores inteligentes




                                Aplicativos



                          Data Storage + Serviços



                                  Coisas


                                                    slide 52
slide 53
Modelo de Negócios para
Cidades Inteligentes




                          slide 54
Concursos de Apps
usando APIs Abertas




                                         96 apps enviadas

                http://2011.nycbigapps.com




                                        45 apps enviadas


                      http://rioapps.com.br
                                                      slide 55
Três pilares para que as
coisas funcionem




                           slide 56
Fatores fundamentais
para a estratégia de C.I.

  • Gente
     – Engajamento de Pessoas
        • cidadãos
        • governantes


  • Tecnologia
     – TICs como meio


  • Negócios
     – Geração de serviços diferenciados
     – Oportunidades
     – Minimizar custos da infra de TI para os mantenedores
       (governo)

                                                              slide 57
slide 58
Obrigado a Eduardo, Unicap e todos os presentes



       [Obrigado|Thanks|Merci|Gracias]

                 Perguntas?
                  Questions?
                Des questions?
                 ¿Preguntas?




                                              slide 59
Cidades Inteligentes e a Internet das Coisas

Cidades inteligentes e Internet das Coisas

  • 1.
    Cidades Inteligentes ea Internet das Coisas Kiev.Gama@cesar.org.br @kievgama Palestra do WTT’12 - Unicap
  • 2.
    Esta apresentação Parte I - Internet das Coisas Parte II - Cidades Inteligentes slide 2
  • 3.
  • 4.
    Computação ubíqua UbiquitousComputing u.bí.quo adj (lat ubiquu) 1 Que está ou pode estar em toda parte ao mesmo tempo; onipresente. 2 Filos Que realmente está presente em todos os lugares ao mesmo tempo; onipresente. Fonte: Dicionário Michaelis slide 4
  • 5.
    Computação pervasiva PervasiveComputing Pervasivo: verbete não encontrado no dicionário (pt) Tradução português-inglês: pervasive per.va.sive adj 1 penetrante, infiltrador. 2 difundido, espalhado, difuso. 3 Philos universal. slide 5
  • 6.
    Mark Weiser’s Vision “As tecnologias mais profundas são aqueles que desaparecem. Tecem-se no tecido da vida cotidiana, até que sejam indistinguíveis dele.” Mark Weiser slide 6
  • 7.
    Xerox Palo Alto ResearchCenter (PARC) Whiteboard compartilhado Mark Weiser (1952-1999) LCD Tablet Detalhe: a foto foi tirada em 1991 slide 7
  • 8.
  • 9.
    Massificação da tecnologia No passado: 1 Computador para várias pessoas Hoje: 1 Pessoa tem vários computadores – Smart phones – MP3 players – Leitores de PDF – Laptops – Tablets – Video games slide 9
  • 10.
    No Brasil Dados* de março/abril 2012 – 251 milhões de celulares – 99 milhões de computadores pessoais – Tablets ainda em expansão: 200 mil Acesso a Internet – Fontes divergem, mas apontam entre 70 e 80 milhões de pessoas com acesso a Internet * Fontes: FGV, Teleco e Ipsos slide 10
  • 11.
    Sensores Miniaturização euma gama de sensores sem fio disponíveis – GPS – Altitude – Umidade – Pressão – Aceleração slide 11
  • 12.
    M2M: Machine-to-machine Dispositivos esistemas que comunicam-se entre si Diversos contextos – Casas e prédios inteligentes, monitoramento de maquinário, gerenciamento de galpões, homecare slide 12
  • 13.
    M2M: Cadeia de Funcionamento Coleta de dados – Sensores Transmissão dos dados através de redes comuns – GSM – Wi fi – Ethernet Avaliação dos dados – Em sistemas corporativos – Em sistemas específicos ao contexto de M2M Resposta/reação – Sem intervenção humana slide 13
  • 14.
    Identificar objetos Bilhões de objetos comunicantes Necessidade de Identificação única – IPv6 • Apenas objetos comunicantes – RFID • Qualquer objeto pode ser etiquetado slide 14
  • 15.
    RFID Radio frequencyIdentification slide 15
  • 16.
    Evolução de código debarras? Código de barras – Cada produto igual tem o mesmo código slide 16
  • 17.
    Mesmo que setente inovar … …o mesmo código continuaria servindo para objetos iguais slide 17
  • 18.
    ID único RFID – Cada produto, mesmo sendo idêntico a outro, tem uma etiqueta única – Capaz de armazenar pequena quantidade de dados (read-only ou read/write dependendo do tipo de etiqueta) – Possibilidade e efetuar um “kill” da etiqueta slide 18
  • 19.
    “Uma Internet dasCoisas” Termo usado em 1999 por Kevin Ashton, diretor do Auto-ID Labs do MIT Diversos objetos etiquetados com RFID fariam parte de uma vasta rede de sensores. Objetos poderiam ser rastreados e encontrados, de forma que existisse uma Internet das coisas. slide 19
  • 20.
    Spimes Conceito (2004)do escritor Bruce Sterling Refere-se a objetos que possam ser rastreados no espaço e tempo ao longo da sua vida. O que já é feito pelos padrões EPCGlobal http://www.gs1.org/epcglobal slide 20
  • 21.
    Visão de arquitetura EPCGlobal simplificada Object Name Service Nível que lida com objetos físicos (”coisas”) ONS Edge Edge RFID Readers + Sensors EPC IS EPC IS Premise Edge Electronic Product Code Information Services slide 21
  • 22.
    Limitações desta visão A conectividade é um fator limitador do RFID A arquitetura EPCGlobal – É focada em supply chain – Não aceita Ids não padronizados – Cobra pelo serviço do ONS slide 22
  • 23.
    E se quisermosrastrear qualquer coisa? slide 23
  • 24.
  • 25.
    Reuso de infraRFID Middleware + aplicativo de monitoramento de objetos Impossível se a infraestrutura usada fosse puramente EPCGlobal! http://wiki.aspire.ow2.org/xwiki/bin/view/Main/Demos slide 25
  • 26.
    Visão expandida Conceitode Internet das Coisas precisou extrapolar as fronteiras do RFID Hoje nos referimos a uma “sociedade” de objetos comunicantes, sem se restringir ao uso de RFID Identificação + sensores + conectividade slide 26
  • 27.
  • 28.
    Crescimento urbano =problemas Até 2050, cerca de 70% da população mundial viverá em áreas urbanas Até o ano de 2025 as cidades representarão 85% da população da América Latina Muita gente = luta por espaço e recursos naturais slide 28
  • 29.
    O problema “clássico”de (grandes) cidades slide 29
  • 30.
  • 31.
    Pode-se optar porcoletivos... slide 31
  • 32.
  • 33.
  • 34.
    Os problemas urbanosnão param por aí slide 34
  • 35.
    SEGURANÇA slide 35
  • 36.
    LIXO slide 36
  • 37.
    ENERGIA slide 37
  • 38.
    ÁGUA slide 38
  • 39.
    Estratégias diversas paracriar uma Cidade Inteligente Urbanismo Engenharia de tráfego Reciclagem Uso sustentável de recursos naturais slide 39
  • 40.
    Como as TI C s (Tecnologias de Informação e Comunicação) poderiam nos ajudar? slide 40
  • 41.
    Ajudar a buscar Respostas Para o governo – Visão administrativa Para a população – Visão de “usuário” da cidade slide 41
  • 42.
    Visão administrativa A água/energia elétrica disponível na cidade está limitada – Tenho empregado boas práticas de consumo? – Baseando-se no meu padrão de consumo, há alguma sugestão para melhorar meus hábitos? slide 42
  • 43.
    Visão administrativa Onde estão os gargalos de trânsito neste momento? Na velocidade em que está chovendo, em quanto tempo o nível da água do rio começará a representar ameaça de enchente? slide 43
  • 44.
    Visão administrativa Há suspeita de alguma epidemia na cidade? – Quais os locais dos focos ? Quais bairros tem utilizado mais eletricidade no horário de pico de consumo? slide 44
  • 45.
    Visão de usuário Tenho consulta médica na sexta às 16hrs. – A que horas devo sair do trabalho para o consultório e qual rota devo tomar para evitar tráfego intenso? Vou a um evento à noite na rua X. – Baseado em estatísticas de criminalidade, onde é o local mais seguro para deixar meu carro? slide 45
  • 47.
    Uma estratégia genérica hoje Espalhar sensores pela cidade e inferir informação baseando-se nesses dados “Chuva” constante de dados Necessidade de empregar diferentes técnicas – Cloud computing – Data mining – Contexto – ... slide 47
  • 48.
    Smart Grids Foco: Usootimizado de energia slide 48
  • 49.
    Centro de Operações- Rio slide 49
  • 50.
    Serviço grátis naInternet (API e aplicativos) Dados de sensores – Publicação – Consulta Permite conectar dispositivos e aplicativos Dados em tempo real slide 50
  • 51.
    Arquitetura de soluçõespara cidades inteligentes Aplicativos Data Storage + Serviços Coisas slide 51
  • 52.
    Pessoas como sensores ConceitoPaSs: People as Sensors As pessoas como sensores inteligentes Aplicativos Data Storage + Serviços Coisas slide 52
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    Modelo de Negóciospara Cidades Inteligentes slide 54
  • 55.
    Concursos de Apps usandoAPIs Abertas 96 apps enviadas http://2011.nycbigapps.com 45 apps enviadas http://rioapps.com.br slide 55
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    Três pilares paraque as coisas funcionem slide 56
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    Fatores fundamentais para aestratégia de C.I. • Gente – Engajamento de Pessoas • cidadãos • governantes • Tecnologia – TICs como meio • Negócios – Geração de serviços diferenciados – Oportunidades – Minimizar custos da infra de TI para os mantenedores (governo) slide 57
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    Obrigado a Eduardo,Unicap e todos os presentes [Obrigado|Thanks|Merci|Gracias] Perguntas? Questions? Des questions? ¿Preguntas? slide 59
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    Cidades Inteligentes ea Internet das Coisas