A Internet das Coisas e a Eficiência Energética

Intercomunicação e serviços através de dispositivos integrados na Web abrem enormes oportunidades para eficiência energética em redes inteligentes. Dispositivos inteligentes em edifícios que seguem práticas LEED estarão ligados em redes para monitorar o consumo de energia em tempo real, permitindo que ações imediatas para economia de energia.

Ao longo dos últimos anos, temos assistido a duas grandes tendências no mundo dos dispositivos embarcados. Primeiro, o hardware está se tornando cada vez menor, mais barato e mais potente, de modo que muitos dispositivos em breve terá capacidade de comunicação e computação. Os objetos serão capazes de se conectar, interagir e cooperar com outros objetos sem a intervenção humana, um ambiente conhecido como Internet of Things (IOT).

A Internet of Things (IOT) se refere a objetos único (as coisas) e suas representações virtuais em uma estrutura semelhante a Internet. O termo Internet das Coisas foi usado primeiramente por Kevin Ashton, em 1999. O conceito se tornou popular através do Auto-ID Center e publicações relacionadas com analistas de mercado. A tecnologia de identificação por frequência de rádio (RFID) é muitas vezes visto como um pré-requisito para a Internet das Coisas. Se todos os objetos da vida cotidiana foram equipados com etiquetas de RFID, que possam ser identificados e inventariados por computadores teremos como interagir com eles.

Com todos os objetos do mundo equipados com minúsculos dispositivos de identificação, a vida cotidiana sofrerá uma enorme transformação. As empresas não iriam ficar sem estoque produtos ou resíduos, como as partes envolvidas se saber quais os produtos são necessários e consumidos. O extravio de peças seriam facilmente rastreadas e localizadas. Sua capacidade de interagir com os objetos poderiam ser alterados remotamente com base no seu status e configuração.

Como essas duas tendências não são de domínio específico, mas comum a vários setores, estamos diante de uma tendência em que os serviços baseados em sistemas de informação ultrapassam a fronteira entre os mundos físico e virtual, fornecendo um terreno fértil para uma nova realidade.

Onde a Internet of Things se relaciona com o Smart Grid? Com os eletrodomésticos terão capacidade de se comunicar, automaticamente, com outros dispositivos teremos condições de gerenciar o consumo de energia dentro de casa, por exemplo.  Além disso, os aparelhos poderão se comunicar com cada vez mais uns aos outros tornando os edifícios mais inteligentes otimizando os sistemas de ventilação, aquecimento e ar condicionado (HVAC), entre outras coisas.

Ainda mais importante, através de aplicações compostas usando do mundo real dos serviços, maquinaria industrial e toda a cidade, infraestruturas poderão ser controladas remotamente para negociar o consumo de energia evitando os picos de consumo.

Para facilitar essas conexões, a investigação e a indústria estão desenvolvendo uma série de protocolos de baixo consumo de energia de rede, como Zigbee e Bluetooth e, mais recentemente, o IPv6, em uma versão otimizada para recursos limitados dispositivos chamados 6LoWPAN .

Dois tipos de arquiteturas orientadas a serviços destacam-se como potenciais candidatos para permitir interfaces de uniformes para objetos inteligentes: a Transferência de Estado Representacional (REST – REpresentational State Transfer) ​​e Web Services (WS).

Os Web Services declaram sua funcionalidade e interfaces através do Web Services Description Language (WSDL). A solicitação do cliente e a resposta dos objetos serviço são encapsulados utilizando o Simple Object Access Protocol (SOAP) e transmitida através da rede, geralmente, usando o protocolo HTTP. Além disso, o padrão WS define conceitos, tais como endereçamento, segurança e descoberta. Apesar de WS ter sido criado para suportar a interoperabilidade de aplicativos empresariais, trabalhos têm sido feitos para adaptá-lo às necessidades de dispositivos com recursos limitados. Formas mais leves de WS, como o Perfil de Dispositivos para Web Services (DPWS) , são orientados para aplicações da Internet of Things.

REpresentational State Transfer (REST) é um estilo de arquitetura de software para distribuídos sistemas como o World Wide Web. A Web é uma implementação de princípios RESTful, que usa as URLs para identificar recursos e HTTP como sua interface de serviço. Os recursos podem ter diversos formatos de representação (HTML, JSON, e assim por diante) negociados em tempo de execução usando HTTP para a negociação de conteúdo. Em um pedido REST típico, o cliente descobre a URL de um serviço que quer chamar e segue os links em sua representação HTML. O cliente envia uma chamada HTTP para esta URL com um determinado comando (como GET, POST ou PUT) com uma série de opções para aceitar o formato e uma carga útil no formato negociado (como XML ou JSON). Vários projetos de pesquisa recentes propõem implementar os serviços Web RESTful para coisas inteligentes , conhecidas como “Web of Things”.

Ambas as abordagens têm vantagens e desvantagens. Geralmente, os Web Services são preferidos quando recursos de segurança avançados são necessários, enquanto o serviço RESTful, graças à sua facilidade de uso e peso leve adapta-se melhor em dispositivos com recursos limitados.

Como a visão de uma Internet das coisas está lentamente se materializando graças a SOAs, o desafio é otimizar os protocolos da Internet e da Web para atender às necessidades de dispositivos com recursos limitados. Ao considerar bilhões de coisas conectadas à Web ou a Internet, como será possível negociar o consumo de energia de uma coisa inteligente? Além disso, se bilhões de coisas inteligentes estão na Web, como gerenciar e controlar o acesso aos seus serviços?

Estas são apenas algumas das questões sobre as quais os pesquisadores terão que se concentrar para implementar uma rede global e interoperável de aparelhos de uso diário que irá suportar o uso de redes inteligentes.