Iot - identificando e rastreando - PUC

IOTRastreando e Controlando Objetos

Ênio Prates Vasconcelos Filho

26/10/2016

Quem sou eu?

Δ Ênio Filho

Δ Profissional• Engenheiro de Controle e Automação – UnB;

• Mestre em Sistemas Mecatrônicos – UnB;

• Professor no Instituto Federal de Goiás – IFG

Δ Atuação• Desenvolvedor de projetos na área de #IoT com microcontroladores

• Experiência em Hardwares reconfiguráveis (FPGA) e microcontroladores embarcados

• Trabalhos intensivos com tecnologia RFID

• Membro Fundador do CrazyTechGuys

• Membro participante do Gyn Bot

26/10/2016II Congresso de Ciência e Tecnologia da PUC-GO

Tópicos

Δ IoT

Δ Controle e Visibilidade

Δ Um pouco de História...

Δ Rastreamento:

• Código de barras

• RFID

• GPS

• BLE

Δ Desafios

Δ Cases

Δ O que usar



“Coisas conectadas, conversando entre si, sem intervenção de humanos”

#IoT (Internet of Things)

Δ Também chamada de IoE(Internet of Everything)

Δ Objetos e aparelhos ligados a Internet

Δ Informação, estado e controle sobre objetos

Δ Comunicação entre pessoas e dispositivos e dispositivos-dispositivos

Δ Carros, Casas, Relógios, Geladeiras (?)...



3 3,74,9

25

2013 2014 2015 2020

COISAS CONECTADAS

Bilhões de Coisas Conectadas

http://www.gartner.com/newsroom/id/2905717


Δ Google movimentou bastante o mercado de IoT, ao comprar a Nest, porU$ 3,2 Bi (2014)

Δ Termostato, detecção de fumaça e carbono

Δ Nest tinha menos de 4 anos



Δ Alguns dos grandes players do Mercado se movimentando, como a Intel,Microsoft, Cisco, Oracle....

Δ Microsoft associou-se a Raspberry em uma versão para hardware doWindows 10 em 2015;



Δ Telefônica• Também já possuí sua plataforma de

desenvolvimento em sua versão beta(http://iot.telefonicabeta.com/)

• Baseada em Arduino

• Sensores de:oUmidade

oTemperatura

oRuído

oLuminosidade

oBotões e I/O

• Linux, Windows e Mac


http://iot.telefonicabeta.com/


…“LiteOS is exceedingly small in size,

coming in at just 10KB (for

comparison's sake, mobile operating systems are

several gigabytes in size), and requires no

configuration on the user's part, Huawei said

during a press conference on Wednesday at

Huawei Network Congress 2015, held in Beijing

on Wednesday and Thursday. The

LiteOS platform can also

work on everything from

wearables to connected

vehicles”…

Rastreando itens


IoT – Controle e Visibilidade

Δ As empresas realizam diversasatividades, buscando cumprir suamissão, com o objetivo de agregar valoraos acionistas, colaboradores emercado;

Δ Dentro desses objetivos, a logísticaassume um papel muito importante:• Garantia de que o produto chegue ao

seu destino;• Exercer o controle e dar visibilidade as

operações;

Δ Isso permite identificar como, quando,onde, quanto e quais processos os ativosestão sofrendo naquele momento;


IoT – Controle e Visibilidade

Δ Controle: imaginemos o desafio de controlar um estabelecimentovarejista com um estoque de 4.000 a 80.000 itens de alto giro;

Δ Visibilidade: nesse mesmo cenário, como analisar condições de vendas,históricos, onde estão distribuídos os produtos...


IoT – Um pouco de História...

Δ Em situação semelhante a essa, em um mundo globalizado, de alto giro,o IoT surge como solução no mundo dos cosméticos...

O que os Batons tem a ver com a Intenet of Things?????



Δ Em meados dos anos 90, um britânico – Kevin Ashton –então funcionário da P&G, ficou intrigado ao perceberque um específico tom de cor da nova linha de batonssempre desaparecia das prateleiras.

Δ E, para sua surpresa, o sistema de gestão indicavaabundância dessa mesma cor no estoque;

O que aconteceu com aqueles batons?

Se haviam mais, por que estavam nos estoques e

não nas lojas?



Δ Na mesma época, varejistas ingleses começavam a testar um cartão defidelidade com uma nova tecnologia, envolvendo um chip com“transmissão de rádio”.• Essa tecnologia viria a ser conhecida como RFID...

Δ Então, surge a ideia de Ashton: “E se eu tirar o microchip a rádio docartão de crédito e colocá-lo nos batons”?

Δ Se uma rede sem fio podia Ler osdados dos cartões, porque não ler osdados de um chip em um pacote debatons e “dizer” a loja onde elesestão?



Δ Surge, então, no MIT o Auto-ID center, para estudar o RFID e a“embalagem” inteligente;

Δ Em 1999, em uma reunião da P&G, surge o termo Internet of Things, coma ideia de se etiquetar eletronicamente os produtos da empresa, parafacilitar a logística da cadeia de produção, através de RFID;

Δ Em 2000, é publicado o livro “Quando as coisas começam a pensar”, deNeil Gershenfeld, sobre a adição de dados em itens de uso diário.

Δ Por volta de 2010, surge a visão de que o “next big thing” seria colocarem rede o mundo físico e coletar os dados de tudo!


Rastreamento

Δ Começou-se a observar que a tecnologia mais utilizada até então paragerenciar itens, já não trazia resposta para toda a demanda por controlenecessária para as grandes corporações.

Δ Estamos falando do famoso Código de Barras


Rastreamento – Código de Barras

Δ O código de barras, apresenta como grandes vantagens:• Custo;

• Familiaridade;

• Leitura rápida;

Δ Contudo, apresenta como desvantagens:• Necessidade de leitura unitária;

• Pequeno alcance de leitura;

• Não individualização do item;

Δ Por consequência, a Localização e Rastreamento de um itemou produto é bastante complexa e limitada!


Rastreamento

Δ A ideia de rastreamento, como falamos, vem da busca de controle evisibilidade dos processos, permitindo a gestão dos mesmos.

Δ Logo, as inovações em tecnologias de rastreamento surgem com o objetivo deatender demandas específicas de mercado, como:• Controle de movimentação• Controle de Estoque• Inventário• Segurança

Δ Contudo, qualquer nova tecnologia, para ser implementada/aceita, precisavencer algumas necessidades, como:• Garantir aumento do ROI (Return off investment);• Diminuição de perdas;• Aumento de velocidade;• Controle de processo;


Rastreamento - RFID

Δ A partir das necessidades do mercado e da evolução tecnológica, surgeuma nova solução para controle e rastreamento de itens:

RFID(Identificação por Rádio Frequência)

Δ O que é RFID?• É uma tecnologia utilizada para identificar, rastrear e gerenciar desde

produtos e documentos até animais ou mesmo indivíduos, sem contato esem a necessidade de um campo visual.

• É um método de identificação automática através de sinais de rádio,recuperando e armazenando dados remotamente através de dispositivosdenominados etiquetas, tags ou transponders.


Rastreamento - RFID

Δ Como o RFID funciona?


Rastreamento - RFID

Modelos de Etiquetas RFID:

ΔPassivas:

ΔAtivas:


Rastreamento - RFID

Δ Utilizações:• Inventário;

• Rastreamento individualizado de itens;

• Controle de acesso “sem parar”;

Δ RFID x Código de Barras:• Vantagens:

o Rastreamento individualizado de itens;

o Velocidade e maior alcance de leitura;

o Controle de itens em tempo real;

o Capacidade de medição de grandezas:temperatura, umidade...

o Capacidade de armazenamento de dadoslocais: data de validade, manutenções...

• Desvantagens:o Custo;

o Falhas de leitura em “gaiola de Faraday”; 26/10/2016II Congresso de Ciência e Tecnologia da PUC-GO

Rastreamento - GPS

Δ Até pouco tempo atrás, uma tecnologia cara e utilizada por poucos, hoje estápresente em nossos celulares, tênis, carros...

Δ O GPS (Global Positioning System) é um aparelho que teve sua origem noDepartamento de Defesa dos Estados Unidos. Sua função é a de identificar alocalização de um aparelho chamado de receptor GPS.

Δ Os aparelhos receptores, por sua vez, têm a função de enviar um sinal para ossatélites. Por triangulação de sinais, temos a localização do aparelho.


Rastreamento - GPS

Δ Como já falamos, as aplicações mais comuns do GPS nós jáconhecemos:• Sua Localização naquele instante;

• Como chegar em algum lugar;

• Marcações precisas de terrenos;

Δ Porém, com o conceito do IoT cada vez mais espalhado, novas demandasforam criadas, buscando uma maior integração entre “coisas” e a rede.


Rastreamento - GPS

Rastreamento de crianças/idosos

Controle de Desempenho de Atletas

Bagagens Inteligentes Rastreamento de animais

Localizador e Bloqueador de Veículos


BLE – Bluetooth Low Energy

Δ A tecnologia BLE é um protocolo de rede de tecnologia semfio que teve origem no “velho e conhecido” Bluetooth;

Δ Surgida em 2010, embora carregue o mesmo nome doBluetooth “Clássico”, tem uma especificaçãocompletamente nova, projetada para habilitar ofuncionamento de dispositivos de baixo consumo deenergia por vários meses com baterias pequenas.

Δ Com um alcance de comunicação de até 50 m e baixoconsumo dos dispositivos, o BLE surge como alternativa asTAGs RFID ativas;

Δ Os dispositivos BLE são chamados de Beacons.26/10/2016II Congresso de Ciência e Tecnologia da PUC-GO

BLE – Bluetooth Low Energy

Δ A tecnologia BLE pode ser utilizada para check-in de cupons, automaçãoresidencial, dispositivos de fitness, marketing de proximidade,segurança e pagamentos móveis.


Rastreamento – BLE

Δ Em função do longo alcance, da alta duração das baterias e dos métodosde comunicação entre devices, os dispositivos que implementam o BLEapresentam uma vantagem em relação aos dispositivos GPS:

Permitem a localização em Interiores!


Rastreamento – BLE

Δ Como a Apple tem apostado muito nessa tecnologia, adquiriu, em 2013 a empresade mapeamento WiFiSLAM – que possuía uma solução de mapeamento deinteriores, o que sugeria que ela já estava “de olho” no negócio de Beacons paralocalização.

• Pela “bagatela” de $ 20M!

Δ A utilização de vários Beacons, possibilita que as aplicações façam triangulação paradeterminar uma posição geográfica com maior precisão.

Δ Embora tecnicamente viável, quanto maior for a precisão, maior será oprocessamento do dispositivo, e consequentemente, maior será o consumo da suabateria.


Desafios

Δ É sempre importante citar que essas tecnologias ainda estão emcrescimento, com novas descobertas todo o tempo;

Δ E, em função do boom dessas tecnologias, muitas empresas se lançam aomercado, sem conhecer aquilo que estão fazendo, produzindo sistemasincompletos e que não atendem as necessidades;

Δ Com isso, surge a impressão de que a tecnologia não funciona, quando,em verdade, aquela implementação é que não está ok...


Desafios

Alguns dos desafios:

Δ RFID:• Necessidade de testes para escolha das etiquetas;

• Avaliação da relação material x etiqueta;

Δ GPS:• Alcance de sinal do hardware escolhido;

Δ BLE:• Hardware de qualidade


Desafios

Δ Desafios• Segurança dos dados

• Privacidade

• Infraestrutura de dados

Δ Futuro• Miniaturização

• Diminuição de custos

• Teleoperações e Telepresença

• Integração de Sensores


Rastreamento e IoT

Δ Sabe-se que dados são diferentes de informação;

Δ O dado é aquilo que é medido em um sistema de maneira bruta, semtratamento;

Δ No contexto do IoT, uma medida que não é acessível é um dado, não umainformação.

Δ Exemplo: de que adianta rastrear meu cachorro, se não tenho acesso aessa informação, quando ela for necessária?


Rastreamento e IoT

Δ Por essa razão, é tão importante a forma como esses dados vão sertratados (de maneira rápida eficiente) e de que maneira temos acesso aessas informações.

Δ Esse conceito de tratamento de muitos dados, vindos de um númerocada vez maior de sensores é chamado de BigData.

Δ E que deve ser levado em conta no processo de construção da solução,para garantir eficiência e funcionalidade para os usuários.


Atualmente: cases

Δ Hospital Albert Einstein usa RFID para rastreamento deativos (2012):• Com o sistema, a instituição localiza equipamentos médicos,

monitora temperatura de geladeiras e amplia suacapacidade de controle de recursos

Δ C&A aplica tecnologia RFID em centros de distribuição naFrança (2016):• Em 2015, introduziu a tecnologia em um terço das lojas na

França, prevendo ter os todos os estabelecimentos francesesequipados com a mesma em meados de 2016.


Atualmente: cases

ΔMacy’s etiquetará todas as mercadorias com RFID• As etiquetas RFID serão colocadas nos caminhões e um recadastramento

obrigatório de motoristas começará em setembro deste ano (adiado);

Δ Hermitex reduz tempo para inventário em 70% (2016)• Além de otimizar os processos de contagem, a confecção Hermitex, de

Campinas (SP), atingiu o índice de 100% de rastreabilidade de seusprodutos


Atualmente: cases

• Coleiras inteligentes: Empresa cria coleira inteligente para facilitar a vidade quem tem cachorro (2015)oO produto é capaz de prevenir que o animal se afaste demais e se perca, além

de contar com uma bateria capaz de sobreviver durante 14 dias com apenasuma carga

• Sistema monitora pacientes com Alzheimer (2015)oA empresa GTX, que já fornece uma solução baseada em GPS para monitorar

pacientes com doenças cognitivas, criou uma versão Bluetooth (BLE)


Atualmente: Cases

Δ Volvo transforma smartphones em chaves de carros (2016)• A montadora está testando uma nova funcionalidade que permitirá aos

condutores acessar e iniciar seus veículos usando seu aplicativo desmartphone

Δ Etiqueta eletrônica interage com compradores (2016)• O novo visor de prateleira emprega tecnologia de beacon e fornece

informações tanto a clientes como trabalhadores, inclusive sobre omovimento na loja


Qual tecnologia usar?

Δ Como pudemos ver, as várias tecnologiaspossuem vantagens e desvantagens.

Δ Em cada projeto, devemos analisar:• Qual o problema a ser resolvido?

• Status da tecnologia;

• DIY (pequena escala) ou larga escala?

• Suporte do fabricante ou da comunidade;

• Capacidade de Integração com outrosdispositivos?

• Escolha a tecnologia a usar e garanta que elaatende aos requisitos do projeto.


Dúvidas?

[email protected]

Obrigado a Todos!

26/10/2016 II Congresso de Ciência e Tecnologia da PUC-GO

Referências:• Deploying RFID - Challenges, Solutions, and Open Issues", book edited by Cristina Turcu, ISBN 978-953-307-380-4,

Published: August 17, 2011 under CC BY-NC-SA 3.0 license.• http://www.automacaoindustrial.info/industria-4-0-uma-visao-da-automacao-industrial• Hung-An Kao Jay Lee, Behrad Bagheri. A cyber-physical systems architecture for industry 4.0-based manufacturing

systems. ScienceDirect, 2015.• F Shrouf, J Ordieres, and G Miragliotta. Smart factories in industry 4.0: A review of the concept and of energy

management approached in production based on the internet of things paradigm. In Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM), 2014 IEEE International Conference on, pages 697–701. IEEE, 2014.

• https://www-304.ibm.com/events/tools/interconnect/2016ems/REST/presentations/PDF/InterConnect2016_1648.pdf

• Burke, Thomas J. - OPC Unified Architecture: Interoperability for Industrie 4.0 and the Internet of Things• http://www.slideshare.net/AlexisGion/outthink-complexity-with-industrie-40-with-watson-iot

Iot - identificando e rastreando - PUC

Engineering

Transcript of Iot - identificando e rastreando - PUC