Modelos de comunicação
Contenido
Desde un punto de vista operativo, tiene sentido pensar en cómo se conectan y comunican dispositivos del IdC desde la perspectiva del modelo de comunicación. En 2015, la Junta de Arquitectura de Internet (IAB) publicó un documento orientación para la creación de redes de objetos inteligentes (RFC 7452) que describe marcos de cuatro modelos de comunicación comunes utilizados en dispositivos de comunicación al Internet de las Cosas.
El modelo de comunicación dispositivo a dispositivo representa dos o más dispositivos que se conectan y se comunican directamente entre sí y no a través de un servidor de aplicaciones intermediario. Estos dispositivos se comunican sobre muchos tipos de redes, entre ellas las redes IP o la Internet. Sin embargo, para establecer comunicaciones directas de dispositivo a dispositivo, muchas veces se utilizan protocolos como Bluetooth.
En un modelo de comunicación de dispositivo a la nube, el dispositivo de la IoT se conecta directamente a un servicio en la nube, como por ejemplo un proveedor de servicios de aplicaciones para intercambiar datos y controlar el tráfico de mensajes. Este enfoque suele aprovechar los mecanismos de comunicación existentes (por ejemplo, las conexiones Wi-Fi o Ethernet cableadas tradicionales) para establecer una conexión entre el dispositivo y la red IP, que luego se conecta con el servicio en la nube.
En el modelo dispositivo a puerta de enlace, o más generalmente el modelo dispositivo a puerta de enlace de capa de aplicación (ALG), el dispositivo de la IoT se conecta a través de un servicio ALG como una forma de llegar a un servicio en la nube. Dicho de otra manera, esto significa que hay un software de aplicación corriendo en un dispositivo de puerta de enlace local, que actúa como intermediario entre el dispositivo y el servicio en la nube y provee seguridad y otras funcionalidades tales como traducción de protocolos o datos.
El modelo de intercambio de datos a través del back-end se refiere a una arquitectura de comunicación que permite que los usuarios exporten y analicen datos de objetos inteligentes de un servicio en la nube en combinación con datos
de otras fuentes. Esta arquitectura soporta “el deseo del usuario de permitir que terceros accedan a los datos subidos por sus sensores”.
Aplicações de consumo
Uma porcentagem crescente de dispositivos IoT são criados para consumo. Alguns exemplos de aplicações de consumo incluem: carros conectados, entretenimento, automação residencial, tecnologia wearable, saúde conectada e eletrodomésticos, como máquinas de lavar, secadoras, aspiradores de pó robóticos, purificadores de ar, fornos, geladeiras que usam Wi-Fi para monitoramento remoto de processos.[34].
Alguns aplicativos de consumo foram criticados por sua falta de redundância e inconsistência. Estas críticas deram origem a uma paródia conhecida como Internet da Merda.[35] Várias empresas foram criticadas por se precipitarem na IoT, criando assim dispositivos de valor questionável,[36] bem como por não estabelecerem e implementarem padrões de segurança bem preparados.[37].
Negócios
O termo “Enterprise IoT” (EIoT) é usado para se referir a todos os dispositivos no ambiente empresarial e corporativo.
Até 2019, estima-se que o EIdC" compreenderá cerca de 40% ou 9,1 mil milhões de dispositivos.[15].
Negócio: Indústria de energia e água
A Internet das Coisas (IoT) transformou significativamente a gestão dos recursos energéticos e hídricos, permitindo a interligação de infraestruturas críticas através de sensores, contadores inteligentes e plataformas analíticas baseadas na nuvem. Estas aplicações procuram otimizar o consumo, reduzir perdas e melhorar a sustentabilidade em setores estratégicos.[38].
Energia.
No setor energético, a IoT é utilizada em redes inteligentes para monitoramento em tempo real da demanda e da geração. Os contadores inteligentes permitem às empresas eléctricas recolher informação detalhada sobre o consumo dos utilizadores, facilitando políticas de eficiência energética, taxas dinâmicas e integração de fontes renováveis. Da mesma forma, o uso de sensores em usinas de geração e linhas de transmissão melhora a detecção precoce de falhas e o planejamento de manutenção preventiva, reduzindo custos operacionais e riscos de apagões massivos.
Água.
Na gestão da água, os sistemas IoT contribuem para o controle de pressão nas redes de distribuição, detecção precoce de vazamentos e monitoramento da qualidade do recurso. As empresas de água implementaram redes de contadores inteligentes para monitorizar padrões de consumo, identificar utilizações anómalas e prevenir perdas não contabilizadas. Além disso, sensores ambientais localizados em bacias e estações elevatórias permitem antecipar eventos críticos como secas ou inundações, o que é essencial para a segurança hídrica e a adaptação às alterações climáticas.[39].
Impacto e benefícios.
A adoção da IoT nos setores de energia e água não só aumenta a eficiência operacional e a resiliência da infraestrutura, mas também permite modelos de gestão sustentáveis baseados em dados. Estes avanços contribuem para os objetivos de desenvolvimento sustentável relacionados com energia limpa e acessível (ODS 7) e água potável e saneamento (ODS 6).[40].
A mídia utiliza a Internet das Coisas principalmente para marketing e estudo de hábitos de consumo. Esses dispositivos coletam informações úteis sobre milhões de indivíduos por meio da segmentação comportamental.[41] Ao fazer uso dos perfis construídos durante o processo de segmentação, os produtores de mídia apresentam aos consumidores publicidade na tela alinhada com seus hábitos conhecidos, no lugar e no momento certos para maximizar seu efeito.[42][43] Mais informações são coletadas rastreando como os consumidores interagem com o conteúdo. Isto é feito medindo indicadores de desempenho como taxa de abandono, taxa de cliques, taxa de registo ou taxa de interação. A quantidade de informação tratada representa um desafio, pois começa a se aprofundar nos domínios do big data. No entanto, os benefícios obtidos com a informação superam em muito as complicações do seu uso.[44][45].
Gestão de infraestrutura
O monitoramento e controle de operações de infraestrutura urbana e rural, como pontes, ferrovias e parques eólicos, é uma aplicação fundamental da IoT.[46] A infraestrutura de IoT pode ser usada para rastrear quaisquer eventos ou mudanças nas condições estruturais que possam comprometer a segurança e aumentar o risco. Também pode ser usado para planejar atividades de reparo e manutenção de forma eficiente, coordenando tarefas entre diferentes prestadores de serviços e usuários das instalações.[19] Outra aplicação dos dispositivos IoT é o controle de infraestruturas críticas, como pontes para permitir a passagem de embarcações. A utilização de dispositivos IoT para monitoramento e operação de infraestrutura pode melhorar o gerenciamento de incidentes, a coordenação de resposta em situações de emergência, a qualidade e a disponibilidade dos serviços, além de reduzir custos operacionais em todas as áreas relacionadas à infraestrutura.[47] Mesmo áreas como a gestão de resíduos[48] podem se beneficiar da automação e otimização que a aplicação da IoT traria[49].
Outros campos de aplicação
Agricultura.
A população mundial atingirá 9,7 mil milhões em 2050 segundo as Nações Unidas, portanto, para alimentar esta grande população a indústria agrícola deve adotar a IoT.
A agricultura inteligente baseada na IoT permitirá aos produtores e agricultores reduzir o desperdício e melhorar a produtividade, desde a quantidade de fertilizante utilizada até ao combustível utilizado nas máquinas agrícolas. Na agricultura baseada em IoT, é construído um sistema para monitorar o campo de cultivo com o auxílio de sensores (luz, umidade, temperatura, umidade do solo) e automação do sistema de irrigação.
Os agricultores podem monitorar as condições do campo de qualquer lugar. A agricultura baseada em IoT é altamente eficiente em comparação com a agricultura tradicional. Em termos de questões ambientais, a agricultura baseada na IoT pode proporcionar grandes benefícios, incluindo o uso mais eficiente da água ou a otimização de insumos e tratamentos.
Dispositivos IoT podem ser usados para rastreamento remoto de pacientes e sistemas de notificação de emergência.
Esses dispositivos podem variar desde monitores de pressão arterial e monitoramento de frequência cardíaca até dispositivos capazes de rastrear implantes especializados, como marca-passos, pulseiras eletrônicas ou aparelhos auditivos sofisticados.[19] Alguns hospitais começaram a usar “camas inteligentes” que detectam quando estão ocupadas e quando um paciente tenta se levantar. Também pode ser ajustado automaticamente para garantir que o paciente tenha suporte adequado sem interação da equipe de enfermagem.[50].
Sensores especializados podem ser instalados em espaços residenciais para monitorar a saúde e o estado geral de bem-estar dos idosos.[51] Outros dispositivos de IoT de consumo incentivam uma vida saudável, por exemplo, balanças conectadas ou monitores cardíacos vestíveis.[52] Plataformas de rastreamento de IoT cada vez mais abrangentes estão surgindo para pacientes pré-natais e crônicos que ajudam a rastrear sinais vitais e a administração de medicamentos necessários. Os EUA planeiam poupar até 300 mil milhões de dólares do orçamento nacional devido a inovações médicas.[53].
A DEKA Research and Development Corporation (DEKA (empresa)), uma empresa que cria membros protéticos, criou um braço movido a bateria que transforma a atividade elétrica dos músculos esqueléticos para controlá-la. O braço foi nomeado Luke Arm (braço de Luke, em inglês) em homenagem a Luke Skywalker (Star Wars).[54].
No setor de transportes, a Internet das Coisas é chamada de Internet dos Veículos. A IoT pode auxiliar a integração de comunicações, controle e processamento de informações em vários sistemas de transporte, oferecendo soluções para os múltiplos desafios que surgem ao longo da cadeia logística.[55].