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Smart Cities, IoT e edge

A passagem gradual do conceito teórico de Cidades Inteligentes a aplicações práticas e concretas tem vindo a ter um desenvolvimento significativo nos últimos anos. Tal deve-se, em grande medida, a fenómenos sociais e demográficos de concentração urbana (quantidade de população e extensão territorial das cidades), e a fatores relacionados com o acelerado desenvolvimento tecnológico

Smart Cities, IoT e edge

A adoção massiva de dispositivos para interações e tomada de decisões por parte dos cidadãos, e a tendência global de concentração urbana, com potencial desertificação dos territórios conduz a novos desafios. No caso das cidades, vão desde a mobilidade dos cidadãos à forma como as estruturas executivas gerem os seus recursos, passando por outras áreas.

Ainda que, paradoxalmente, se anteveja uma diminuição da população total de Portugal num futuro próximo, agravando as questões dos territórios de baixa densidade.

No que se refere ao desenvolvimento tecnológico, um dos fatores mais relevantes sobre a transformação digital de nossa sociedade é a Internet das Coisas (IoT), e sua aplicação.

O crescimento da IoT é suportado pela diminuição dos custos dos sensores de recolha de dados (dispositivos físicos e controladores), associado ao aumento de fiabilidade de implementação de tecnologias de comunicação (conectividade) utilizando protocolos já existentes, e pelo desenvolvimento de novos protocolos associados às redes PAN (802.11ad, Bluetooth 4, Near Field Communication NFC), LAN (802.11n, ZigBee, Thread, Bluetooth 5) e WAN (LoRa, Sigfox, narrowband IoT, LTE-M), permitindo a recolha e disponibilização de um volume de dados massivo.

Com a implementação das redes 5G, antevê-se um salto tecnológico significativo na capacidade de conetividade, com aumentos dos ganhos de capacidade nas conexões por um fator de 1.000, uma experiência de utilizador final individual de 10 Gb/s com latência e tempos de resposta extremamente baixos.

A recolha de uma tão grande quantidade de dados em movimento (data in motion), obriga à tomada de decisão da arquitetura IoT, sobre onde colocar o primeiro nível de “inteligência” e capacidade de computação por forma a transformar os dados em bruto provenientes da sensorização, contemplando uma transferência de inteligência de processamento para a LAN (fog computing) ou diretamente para dispositivos (edge computing). Ou, até mesmo, uma combinação de ambos, dependendo do perfil da implementação em causa. Ambas envolvem a transferência de recursos de inteligência e processamento para mais perto de onde os dados se originam.

Essa transferência e transformação de dados passa por critérios de avaliação (se devem ser processado num nível mais elevado ou descartados), formatação (tornando-os mais consistente), descodificação (manipulação em bruto com contexto adicional como a localização, conceito de sessão, timestamp), redução (agregação para minimizar o impacto dos dados e do tráfego na rede e nos sistemas de processamento de nível superior) e avaliação (se representam um limite ou alerta que poderá definir o seu redireccionamento para destinos adicionais).

A adoção de dispositivos móveis pelos cidadãos e adoção de sistemas e novas tecnologias pelas organizações, aliados ao aumento das capacidades e diminuição de custos associados à recolha, processamento e armazenamento de informação, a utilização de algoritmos de inteligência artificial para predição de comportamentos e padrões, fazem com que informação relevante chegue rapidamente aos cidadãos, empresas e decisores políticos.

À medida que a arquitetura dos sistemas da IoT se torna mais complexa, com grande parte da capacidade tecnológica de processamento e armazenamento na cloud, são necessários instrumentos metodologicamente bem suportados numa prática de gestão que estabeleça, mantenha e utilize um conjunto coerente de diretrizes, princípios de arquitetura e modelos de governo que forneçam orientação e ajuda prática no desenho e desenvolvimento da arquitetura de IoT de uma cidade ou território.

 

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