Por falar na Internet das Coisas, este tema é-vos familiar e, ao mesmo tempo, desconhecido? Sim, desde a tecnologia de radiofrequência que se vê em todo o lado até aos dispositivos vestíveis inteligentes, aos eletrodomésticos inteligentes e às casas inteligentes em rápido desenvolvimento. Transportes inteligentes, bicicletas partilhadas, transporte por drones, cuidados de saúde inteligentes, etc. Por trás destas aplicações tecnológicas está a Internet das Coisas, mas elas estão longe de representar toda a Internet das Coisas.
A Internet das Coisas — esta tecnologia inovadora da Internet, baseada na tecnologia de deteção e comunicação e com um potencial ilimitado de desenvolvimento — deu início à terceira vaga de desenvolvimento da indústria mundial da informação e irá provocar enormes mudanças na produção e nos estilos de vida. Então, como é que a tecnologia de deteção e comunicação consegue concretizar uma Internet das Coisas tão poderosa?
A origem da Internet das Coisas
Antes de compreendermos a Internet das Coisas, temos de começar por estabelecer uma compreensão preliminar dos conceitos e tecnologias da Internet das Coisas. A razão pela qual a Internet das Coisas nasceu deve-se a uma cafeteira. Sim, ouviu bem. Tratava-se de uma vulgar cafeteira no andar de baixo do Laboratório de Informática Truy da Universidade de Cambridge, em 1991. A cafeteira não podia informar os cientistas lá em cima de forma inteligente. Para saber se o café estava bem passado, os cientistas inteligentes escreveram um conjunto de programas, instalaram uma câmara junto à cafeteira e utilizaram a tecnologia de captura de imagem da câmara do terminal para a transmitir ao computador do laboratório a um ritmo de 3 fotogramas/segundo, para que os cientistas pudessem verificar se o café estava passado em qualquer altura. Inesperadamente, esta "invenção de um preguiçoso" tornou-se o primeiro protótipo da Internet das Coisas.
Em 1993, no que constituiu o primeiro caso relacionado com o sistema X-Windows. O incidente do “Truy Coffee Pot Server” também se espalhou pela Internet. No que diz respeito às câmaras digitais em rede, para ser mais preciso, o seu desenvolvimento de mercado, as aplicações técnicas e as várias expansões futuras da rede tiveram todos origem na prestigiada “cafeteira Truy”, então quando é que foi proposto o conceito da Internet das Coisas?
Proposta do conceito de Internet das Coisas
Oito anos após o incidente da “cafeteira”, ou seja, em 1999, Kevin Ashton propôs pela primeira vez o conceito da Internet das Coisas no Auto-ID Center do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos. Nessa altura, a Internet das Coisas referia-se apenas ao recurso à tecnologia e aos equipamentos RFID. O protocolo de comunicação acordado é combinado com a Internet para permitir a identificação e gestão inteligentes das informações dos objetos, bem como a interligação, o intercâmbio e a partilha dessas informações, de modo a formar uma rede.
História do desenvolvimento da Internet das Coisas
Com o início do século XXI, a Internet das Coisas começou a desenvolver-se rapidamente, tendo o seu processo de desenvolvimento passado por cinco fases.
(1) Em 2005, a União Internacional das Telecomunicações (UIT) publicou o “Relatório da UIT sobre a Internet de 2005: Internet das Coisas” na Cimeira Mundial sobre a Sociedade da Informação (WSIS), na Tunísia, no qual se aplicava o conceito de “Internet das Coisas”. Atualmente, a definição e o âmbito da Internet das Coisas mudaram, e já não se trata apenas da IoT baseada na tecnologia RFID.
(2) Em novembro de 2008, a IBM propôs o conceito de “Smart Planet”.
(3) Em agosto de 2009, o projeto “Perceiving China” levou a investigação e o desenvolvimento de aplicações no domínio da Internet das Coisas no meu país a um ponto culminante. A cidade de Wuxi assumiu a liderança na criação do centro de investigação “Perceiving China”. A Academia Chinesa de Ciências e a Universidade de Wuxi Jiangnan criaram também a primeira academia nacional dedicada à Internet das Coisas.
(4) Em abril de 2013, o governo alemão apresentou oficialmente a estratégia “Indústria 4.0” na Feira Industrial de Hanôver, com o objetivo de melhorar o nível de inteligência da indústria transformadora. A sua base técnica assenta nos sistemas de entidades em rede e na Internet das Coisas.
(5) A 8 de maio de 2015, foi assinado e divulgado o “Made in China 2025”. Enquanto primeiro programa decenal da Estratégia de Potência da China, a implementação aprofundada do “Made in China 2025” acelerou ainda mais o desenvolvimento do big data e da Internet das Coisas, bem como as suas aplicações na produção industrial.
Se considerarmos o processo de desenvolvimento da Internet das Coisas nos últimos 20 anos e o seu futuro, este pode ser dividido, de forma geral, em três períodos.
O primeiro período vai desde a introdução do conceito de Internet das Coisas até 2013. Durante este período, a Internet das Coisas permaneceu na fase conceptual, e os equipamentos envolvidos limitavam-se a “coisas” no domínio das radiofrequências sem fios. Os equipamentos envolvidos limitam-se também a “coisas” no domínio das radiofrequências sem fios. “coisa”.
O segundo período vai de 2014 a 2016. Este período ficou marcado pela aquisição da Nest pela Google. A Internet das Coisas evoluiu de dispositivos sem fios de radiofrequência para dispositivos vestíveis inteligentes e dispositivos domésticos inteligentes.
O terceiro período teve início em 2016 e prolonga-se até ao presente. Durante este período, os dispositivos vestíveis inteligentes e os dispositivos domésticos inteligentes amadureceram e integraram-se na vida quotidiana. Ao mesmo tempo, a maturidade da tecnologia da Internet das Coisas (IoT) está a aumentar rapidamente, proporcionando uma base para o desenvolvimento do ecossistema da IoT. Estabelecer uma boa base para a sua construção.
A finalização do protocolo NB-IoT representa um avanço significativo para a Internet das Coisas ao nível dos protocolos de ligação de área alargada. Se analisado na perspetiva da nossa lógica de sistema «nuvem-canal-ponto final», a tendência para a conclusão do ciclo fechado «nuvem-canal-ponto final» da Internet das Coisas tem-se tornado cada vez mais evidente. Está a tornar-se cada vez mais evidente, e podemos mesmo afirmar que 2016 é o primeiro ano do ecossistema da Internet das Coisas.
Camada de IoT
Na perspetiva do sistema lógico «cloud-pipe-end», os níveis da Internet das Coisas podem ser divididos, de forma simplificada, em quatro níveis: camada de perceção, camada de rede, camada de plataforma e camada de aplicação. (Por exemplo, a nossa empresa — a Chengdu Zongheng Intelligent Control — situa-se na camada de rede, e a atividade da empresa consiste na investigação, desenvolvimento e produção de equipamentos de transmissão de dados para a Internet das Coisas). Vamos utilizar uma imagem para descrever estas quatro camadas.
Se divididas ainda mais por setores verticais, as aplicações da indústria da IoT podem ser simplesmente classificadas em vários setores principais, tais como a IoT industrial, a Internet dos Veículos, a IoT para casas inteligentes, etc. A comunicação utilizada nos cenários de aplicação da IoT nos diferentes setores verticais não é a mesma. Normalmente, a Internet das Coisas adota as tecnologias de comunicação adequadas, com base nas necessidades empresariais.
Apresentamos aqui as aplicações empresariais da tecnologia de comunicação sem fios de longa distância, tais como a Internet das Veículos e a videovigilância. Aplicações como a Internet das Veículos e a videovigilância têm requisitos elevados em termos de velocidade de transmissão de dados, normalmente superiores a 100 Mbps, e utilizam métodos de comunicação 4G, 5G ou LTE-V. Estes métodos de comunicação caracterizam-se por um baixo atraso, velocidade elevada, elevado consumo de energia e custo elevado.
Para serviços como dispositivos vestíveis inteligentes, redes de elevadores, publicidade eletrónica e caixas multibanco sem fios, aos quais temos acesso diariamente, são normalmente utilizados métodos de comunicação como o eMTC e o GPRS. Estas tecnologias caracterizam-se por uma velocidade de transmissão de cerca de 1 Mbps, com baixa latência e baixo custo. O consumo de energia é também mais reduzido.
Para serviços como a leitura remota de contadores, o estacionamento inteligente e a agricultura inteligente, a tecnologia NB-IoT será utilizada para a comunicação, de modo a satisfazer os requisitos de baixo custo, baixo consumo de energia e ampla cobertura.
Através deste artigo, compreendemos a história do desenvolvimento e a divisão hierárquica da Internet das Coisas. No próximo artigo, falaremos sobre a tecnologia de comunicação sem fios e compreenderemos a Internet das Coisas de uma perspetiva técnica.
