Classificando a pilha de software para a Internet das Coisas

A “Internet das Coisas” é um termo abstrato que abrange tecnologias e negócios diversos. Para acabar com a confusão, o termo auxilia a ter uma taxonomia que ajude a classificar e descrever um conjunto de objetos.

Como o nome sugere, a Internet das Coisas é uma rede, e, portanto, possui um conjunto de protocolos, padrões e práticas que une tudo. Estes protocolos são organizados como qualquer outro conjunto de protocolos, em camadas, e são uma forma simples de classificar a sopa de letrinhas de tecnologias. Uma representação elegante da pilha de protocolos pode ajudá-lo a entender onde colocar as coisas, separar conceitos mentais importantes e ajudar a explicar como a tecnologia está organizada.

Este trabalho começou como uma discussão dentro da Aerohive, e foi ampliado por outros pensadores na O’Reilly. O principal problema que tentamos resolver foi justamente entender como os negócios se encaixam e qual o seu papel na cadeia de valor.

– Aplicações

– API

– Dados

– Network transport (transporte dentro da rede)

– As coisas

Vamos começar pelo último item, com a camada de hardware, intitulada “As Coisas”. Estes são os dispositivos que não são normalmente considerados como computadores. Claro, eles acabam usando um ecossistema de computação, mas não são realmente computadores. Neste caso, são dispositivos que interagem com o mundo físico, como, por exemplo, sensores e sistemas embarcados. Primeiramente, eles são os olhos e ouvidos do sistema global ou o canal responsável pelas interações com o mundo físico.

Eles são projetados para baixo consumo de energia e, portanto, irão utilizar um canal de comunicação de baixo throughput. Se eles se comunicam com uma rede, será tipicamente por meio de uma interface de rádio, mas a tirania do baixo consumo de energia significa que a interface da rede será limitada de alguma forma.

“As Coisas” fornecem suas informações ou são direcionadas a agir sobre o mundo por uma conexão através de uma camada de transporte de rede. A rede permite que os relatórios de dispositivos sejam recebidos e executados. Neste modelo, o transporte de rede é constituído por um conjunto de tecnologias que movem dados, e é uma combinação das camadas de link de dados, redes e transporte do modelo OSI. Mapeando as tecnologias que usamos, isto seria o TCP/IP em Wi-Fi para o transporte de pacotes, com dados carregados ao longo de um protocolo como o REST.

A camada de dados geralmente agrega muitos dispositivos em um retrato coletivo. No mundo da Internet das Coisas, os usuários interagem com o mundo físico e fazem perguntas como “Qual é a temperatura nesta sala?” Essa pergunta não é respondida por apenas um dispositivo (caso contrário, a temperatura da sala poderia flutuar descontroladamente).

Cada componente da camada de hardware na parte inferior da pilha contribui com uma parte da imagem global contextual. Uma lâmpada pode estar ligada ou desligada, mas para determinar o estado desejado, você precisa analisar o consumo geral de energia do edifício, por exemplo, quantas pessoas estão presentes, os locais das pessoas, a demanda total na rede elétrica e, até mesmo, as preferências das pessoas no local. (Uma vez visitei um FAA – Centro de Controle de Tráfego Aéreo Regional, e os grupos de controladores que servem cada sub-região do espaço aéreo podiam personalizar a iluminação, que vai desde a iluminação normal até a iluminação extremamente fraca).

O valor do nível de base de dispositivos neste ambiente depende da quantidade de contexto único que podem acrescentar ao quadro geral e permitir a operação de software que pode operar em conceitos do mundo físico, como temperatura ambiente ou se eu estou dormindo. Olhando para trás, a base para a camada de dados vem sendo implantada há anos, como devidamente demonstrado na seção três de leitura do ensaio de 2005 de Tim O’Reilly ” O que é Web 2.0? “. Neste mundo, ou você contribui, ou trabalha com o contexto, ou você não está fazendo um trabalho muito interessante.

Para que o contexto seja compartilhado de maneira ampla, são necessários APIs. Se a importação do mundo real de um pedaço de dados somente torna-se aparente quando ele é combinado com outras fontes de dados, um aplicativo precisa ser capaz de misturar várias fontes de dados para criar a sua própria imagem única do mundo. APIs permitem aos programadores construírem contextos que representam o que é importante para os usuários e que representem uma agregação cognitivamente significativa. “A temperatura ambiente” pode depender da obtenção de dados de temperatura, umidade, luz solar e sensores, talvez em vários locais em um mesmo quarto.

Além de relatar, APIs precisam possibilitar controle sobre o fluxo para “baixar a pilha”. Se a “temperatura ambiente” é um estado complexo que depende de dados de vários sensores, ela pode exigir ação em vários aspectos de um sistema de controle de temperatura para a mudança: o aquecedor, ar condicionado, ventilador, e talvez até mesmo se as persianas em uma sala são abertas ou fechadas.

Projetar APIs não é um trabalho fácil, além da necessidade de obtenção de dados e correta manipulação, é preciso projetar o desempenho, a segurança, e permitir que as aplicações durem ao longo do tempo. Um bom modo de começar é lendo o guia de estratégia API de O’Reilly.

E, finalmente, analisaremos o primeiro item da lista: As aplicações. As primeiras aplicações permitiram o controle do mundo físico como um controle remoto. Certo, mas isto não significou o fim da história. Um dos analistas mais inteligentes de tecnologia que eu conheço muitas vezes me desafia, dizendo: “É ótimo que você pode perceber que há um comportamento anômalo. Se você sabe que algo está errado, faça algo sobre isso!”. A “killer app” é a automação: ser capaz de trabalhar sem instruções explícitas do usuário, ou continuamente aperfeiçoar e otimizar o mundo real com base nas informações coletadas.

(*) Matthew Gast é o Diretor de Gestão de Produtos da Aerohive Networks