Palestra realizada no Google DevFest 2023 Catarinense

1. Pragmatismo da
Internet das Coisas
em 2023
Prof. MSc. Walter Silvestre Coan

2. Prof. MSc. Walter Silvestre Coan
walter.coan@gmail.com
1. Mestre em Ciência da Computação pelo
Programa de Pós-Graduação em
informática da PUC-PR
2. Microsoft MVP nas categorias Azure e
Internet das Coisas
3. AWS Authorized Instructor na Ka
Solution
4. Microsoft MCT autorizado no Microsoft
Enterprise Skills Iniciative
5. Arquiteto de soluções em nuvem na CDB
Data Solutions
6. Professor na UNIVILLE

3. Agenda
1. Pragmatismo
2. Origem da Internet das Coisas
3. Tecnologias de dispositivos
4. Tecnologias de comunicação
5. Tecnologias na nuvem
6. Tecnologias na borda (news)

4. Fonte: Everett Rogers

5. Origem da
Internet das
Coisas

6. ~1990 ~1993 2006 2020
ARPANET
Google App
Engine
Mark Weiser –
Computação
ubíqua/pervasiva
• Smart Spaces
• Serviços de
descoberta
• Interoperabilidade
• Espaços de tuplas
• Redes de sensores
sem fio
Amazon Dash
Amazon Alexa
ESP8266
Internet Service
Providers –
World Wide Web
Amazon Web
Services AWS
• S3
• SQS
Microsoft Azure
Origem da Internet das Coisas
~1974-1981 2008
1999
Kevin Ashton –
Internet das
Coisas - RFID
2014
2005
Arduino
Movimento DIY
2012
Raspberry Pi

7. Tecnologias de
dispositivos

8. Tecnologias de dispositivos
Microcontroladores
● Intel 4004 (~1971)
● Intel 8085 (~1974)
● Texas Instruments TMS1000 (1974)
● Zilog Z-80 (~1976)
● Microchip PIC1650 (~1976)

9. Tecnologias de dispositivos
Microcontroladores
● ATMEL AVR ATmega8 (~1996)
Arduino (~2005)
● Plataforma de prototipação de
dispositivos
Por Arduino.cc - https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3, CC BY-SA
4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=84499752

10. Tecnologias de dispositivos
Microcontroladores
● Espressif ESP8266 (~2014)

11. Tecnologias de dispositivos
Single-board computer
● Dyna-micro Intel C8080A (~1976)
● Raspberry Pi Model B (2012)

12. Tecnologias de dispositivos
Microsoft Azure Sphere
Secured MCUs
Uma nova categoria de MCU’s chamado
Azure Sphere, produzidos por empresas
parceiras, com tecnologia de segurança da
Microsoft, que fornece conectividade, alto
desempenho e características de segurança
no hardware.
Cloud Security
Azure Sphere Security Service protege
cada dispositivo e os clientes, detecta
falhas de segurança e responde de
forma proativa.
Secured OS
Sistema operacional seguro Azure Sphere
OS que combina as melhores práticas da
Microsoft e da comunidade Open Source,
criando uma plataforma confiável para uma
nova experiência em IoT.

13. Tecnologias de dispositivos
Microsoft Azure Sphere
Seeed Studio MT3620
AVNET MT3620

14. Tecnologias de dispositivos
Microsoft Azure Sphere
Hackster Impact Prize 2019: Air Quality Control in Schools

15. Tecnologias de
comunicação

16. Tecnologias de comunicação
Camada física
● Redes Ethernet
● Redes móveis (3G/4G/5G…)

17. Tecnologias de comunicação
Camada física (LPWA – Low Power Wide
Area network)
● LTE-M – Long-Term Evolution Machine
Type Communication (~2016)
○ Banda: 1.4MHz a 5 MHz
○ Downlink: ~4Mbit/s a ~10Mbit/s
○ Uplink: ~1Mbit/s a ~7Mbit/s

18. Tecnologias de comunicação
Camada física (LPWA – Low Power Wide
Area network)
● NB-IoT Narrowband Internet of Things
(~2016)
○ Banda: 180kHz
○ Downlink: ~26kbit/s a ~127kbit/s
○ Uplink: ~66kbit/s a ~159kbit/s

19. Tecnologias de comunicação
Camada física (LPWA – Low Power Wide
Area network)
● Sigfox (~2010)
○ Adquirida pela unabiz (~2022)
○ Banda: RC2 ~902MHz a 905 MHz
Hackster.io: Open Source Breakout
Board Sigfox to Send Data to Azure IoT

20. Tecnologias de comunicação
Camada física (LPWA – Low Power Wide Area
network)
● Lora Long Range (~2014)
○ Tecnologia de comunicação física por
rádio
● LoRaWAN Long Range Wide Area Network
(~2015)
○ Banda: US915 ~902MHz-~928MHz

21. Tecnologias de comunicação
Camada física (LPWA – Low Power Wide Area
network)
● 6LoWPAN
● Weightless
● DASH7
● MulteFire
● IEEE 802.11ah
● ...

22. Tecnologias de comunicação
Protocolos
● HTTP (~1991)
○ APIs REST
○ Simplicidade de implementação
○ Suporte HTTPS
○ Overhead

23. Tecnologias de comunicação
Protocolos
● AMQP Advanced Message Queuing
Protocol (~2003)
○ Point-to-Point
○ Queue
○ Publish – Subscribe

24. Tecnologias de comunicação
Protocolos
● MQTT MQ Telemetry Transport (~1999)
○ Publish – Subscribe
○ Controle de QoS
■ At most once
■ Al least one
■ Exactly one

25. Tecnologias na
nuvem

26. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Hub
○ Dispositivos
■ Registro, autenticação mensagens,
comandos
○ Dispositivos de Borda
■ Registro, autenticação mensagens,
comandos, deploy de aplicações,
gateway
○ Atualização de software OTA
IOT Hub
https
mqtt
amqp
websocket
Microsoft Azure
Grupo de Recurso
Dispositivo(s)

27. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Hub
○ Roteamento de mensagens
■ CosmosDB, Event Hubs, Service Bus
(queue/topic), Storage Account
■ Enriquecimento de mensagens
○ Networking
○ Certificados
○ Microsoft Defender for IoT
○ Monitoramento
IOT Hub
https
mqtt
amqp
websocket
Microsoft Azure
Grupo de Recurso
Dispositivo(s)

28. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Hub

29. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure DPS Device Provisioning Service
○ Registro automático de dispositivos
○ Autenticação
○ Vínculo com o IoT Hub
■ Grupos de registro com políticas
de distribuição
○ Networking
○ Monitoramento
IoT Hub
registro
https
mqtt
amqp
websocket
Microsoft Azure
Grupo de Recurso
Dispositivo(s) DPS

30. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure Event Grid Namespaces
○ Registro automático de dispositivos
○ Suporte completo MQTT v3.1.1 e v5
mqtt
Microsoft Azure
Grupo de Recurso
Dispositivo(s)
Event Grid
Namespace
Event Grid
Topic
Event Grid
Subscription
Storage Account
Queue

31. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Central
Comandos
Exportação
Ativaralertas
IoT Hub DPS SQL DB
Cosmos
DB
Stream
Analytics
Data
Explorer
Alta Disponibilidade Elasticidade
Recuperação de
Desastres
Construído sobre um conjunto de serviços PaaS
com suporte a multi-tenant
Gerenciamento
de Dispositivos
Visualização e
análise de dados
Segurança dos
dados e serviços
IoT Central Camada de Negócio
Consulta
Para
armazenamento
e análise
Para automação
de processos de
negócio
Para consulta de
dados posterior
Conexão
Dispositivos
Dispositivos
Gateway
Dispositivos

32. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Central

33. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure Digita Twins
○ Representação digital de dispositivos
○ Azure Digital Twin Explorer
○ Linguagem de modelagem
○ Atualização de dados em tempo real
Microsoft Azure
Grupo de Recurso
Azure Sphere
IoT Central
IOT Hub
Azure RTOS
Windows for
IoT
Dispositivo(s)
Digital Twins

34. Tecnologias na nuvem
Microsoft Azure IoT
● Azure Digita Twins

35. Tecnologias na
borda

36. Tecnologias na borda
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Edge
○ Integrado ao Azure IoT Hub
○ Baseado no Mobi-engine
○ Módulos construídos no formato
Docker
○ Execução de serviços do Azure na
borda com integração com a nuvem

37. Tecnologias na borda
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Edge
Hackster.io - Azure IoT Edge Reading Data From PLC -
Industrial IoT

38. Tecnologias na borda
Microsoft Azure IoT
● Azure IoT Operations (enabled by
Azure ARC)

40. Obrigado!
walter.coan@gmail.com
linkedin.com/in/waltercoan/