Por mais de duas décadas, a Internet das Coisas (IoT) transformou indústrias ao permitir que empresas e consumidores monitorem, analisem e controlem dispositivos remotamente. Os casos de uso para IoT estão constantemente aumentando, e agora existem bilhões de dispositivos conectados em todo o mundo.
Mas, embora tenha aberto portas para muitas novas possibilidades, a IoT também trouxe novos desafios para desenvolvedores, fabricantes e clientes que dependem de seus produtos e serviços. Muitos dos maiores desafios de IoT hoje estiveram presentes desde o início. No entanto, eles estão se tornando mais pronunciados à medida que a IoT se torna mais prolífica e acessível.
Adicionar conectividade a um dispositivo está mais fácil do que nunca. Porém, cada nova aplicação de IoT precisa enfrentar os mesmos desafios, e muitos fabricantes ainda não têm consciência de como as tecnologias de IoT atuais ajudam a resolvê-los. Neste artigo, vamos examinar os sete principais desafios enfrentados pela IoT hoje, além das tecnologias que os abordam.
1. Segurança em IoT
Desde o início, dispositivos IoT têm sido notoriamente vulneráveis a ataques cibernéticos. Existem inúmeros exemplos de dispositivos IoT sendo incorporados em botnets (como a infame botnet Mirai) ou sendo hackeados para mau uso ou acesso a outras partes de uma rede. Esse problema não vai simplesmente desaparecer porque, infelizmente, deriva de algumas questões inerentes aos dispositivos IoT.
Dispositivos IoT frequentemente têm fonte de alimentação limitada e precisam durar anos no campo com uma única carga. Como resultado, eles precisam transmitir e receber dados com pouca energia. Adicionar criptografia, autenticação e protocolos de segurança pode aumentar significativamente o consumo de energia das transmissões básicas, então muitos dispositivos IoT não possuem essas capacidades.
Além disso, é quase inevitável que, com o tempo, novas vulnerabilidades sejam descobertas no firmware do dispositivo à medida que novas tecnologias e técnicas surjam para explorá-lo. Sem atualizações, essas vulnerabilidades podem se acumular ao longo da vida útil do dispositivo. Infelizmente, dispositivos IoT são geralmente muito distribuídos para os fabricantes realizarem atualizações no local e acessar diretamente o dispositivo. Atualizações remotas de firmware podem consumir muita energia se o dispositivo não tiver largura de banda de dados suficiente.
Adicione a isto tudo o fato de que dispositivos IoT podem depender da infraestrutura de rede dos usuários finais (como WiFi), e você tem uma tempestade perfeita! O dispositivo se torna cada vez mais vulnerável a ataques cibernéticos e pode ser usado para acessar outros dispositivos e aplicativos na rede.
Solução
Felizmente, soluções de conectividade de baixa potência continuam a implementar novas tecnologias de segurança. E esta é uma área em que a IoT celular é particularmente valiosa. As redes celulares autenticam dispositivos por meio de SIM Cards, e recursos de segurança como bloqueios de IMEI garantem que apenas o dispositivo pretendido possa usar um determinado SIM Card. As redes celulares também permitem realizar atualizações remotas de firmware conforme necessário, consumindo energia mínima. Por fim, provedores como a emnify podem ajudar a fechar brechas de segurança com a implantação VPNs e maior controle sobre as comunicações de seus dispositivos.
2. Cobertura
Para transmitir e receber dados, dispositivos IoT precisam de uma conexão de rede. Perder a conexão significa perder as capacidades do dispositivo. Embora existam inúmeras soluções de conectividade para IoT, todas são mais adequadas para diferentes tipos de cobertura. A solução que você escolher pode limitar severamente onde você pode implantar. Isso torna a cobertura um desafio constante em IoT.
Por exemplo, o WiFi é uma escolha comum para conectividade IoT. No entanto, seus dispositivos só podem operar dentro de uma curta distância de um roteador, e você só pode implantar seus dispositivos em locais que tenham WiFi. Quando a infraestrutura não está disponível, você precisa pagar para construí-la ou equipar seus dispositivos com uma solução de backup que já tenha cobertura.
Solução
A tecnologia celular é a opção mais popular e também de maior flexibilidade para a comunicação de dados em projetos IoT. As suas várias tecnologias de transmissão 2G, 3G e 4G oferecem ampla cobertura, permitindo que dispositivos IoT operem a algumas milhas da infraestrutura de rede. Novas opções de redes celulares vem surgindo, como as LPWAN (Low Power Wide Area Network) que são dedicadas à transmissão de dados wireless projetadas para oferecer suporte a comunicações de longo alcance a uma taxa de bits baixa, principalmente para aplicativos de IoT. Exemplos de tecnologias LPWAN licenciadas são CAT-M1 e Narrowband IoT (NB-IoT).
Nos próximos anos, a conectividade via satélite provavelmente se tornará mais comum também.
3. Escalabilidade
Empresas de IoT frequentemente têm centenas ou milhares de dispositivos em campo. Os maiores fabricantes de IoT têm milhões de dispositivos implantados em todo o mundo. À medida que as empresas crescem, muitas vezes montam sua arquitetura de IoT “peça por peça”, adotando diferentes soluções de conectividade para implantações em novas regiões. Cada uma delas vem com diferentes plataformas de gerenciamento, sistemas de suporte e tecnologias independentes. E se você precisar mudar fundamentalmente seu produto para suportar uma nova solução de conectividade, precisará de múltiplos ”part-numbers” para um único produto. Quanto maior a escala de suas operações, mais difícil se torna o gerenciamento de dispositivos e a logística de SIM Cards.
Isso é ainda um problema na IoT celular, onde a conectividade está disponível em todo o mundo, mas é controlada por operadoras de redes móveis (MNOs) distintas. Para se conectar a uma nova operadora, você precisa de um provedor com acordos de roaming com essa operadora ou um novo SIM Card.
Solução
Soluções globais de IoT como a emnify contornam esse desafio criando acordos com operadoras de todo o mundo. Com um único cartão SIM da emnify, seus dispositivos podem se conectar a mais de 540 redes em mais de 195 países. Com isto, podemos criar soluções resilientes e com a oferta de redundância de redes, conforme a disponibilidade de nossos acordos e a legislação vigente no país.
4. Interoperabilidade
Uma das coisas incríveis sobre a IoT é a aparentemente infinita forma como você pode configurar seu conjunto de tecnologia para se adequar às suas circunstâncias únicas. Mas isso também cria um desafio: nem todos os dispositivos e soluções de IoT são compatíveis entre si ou com seus aplicativos de negócios. Adicionar novos hardware ou software à sua arquitetura pode exigir que você faça uma série de mudanças para manter a funcionalidade de que você precisa, enquanto acomoda a nova tecnologia.
Há outra maneira pela qual a interoperabilidade desafia os fabricantes de IoT. Parte da tecnologia subjacente em que sua solução de IoT depende pode ser de código aberto. Isso não é um problema em si, mas se essa tecnologia seguir um padrão universal claro, você pode acabar com diferentes empresas e/ou países usando variações diferentes da tecnologia de código aberto. Isso torna difícil adicionar tecnologia de um fornecedor diferente ou implantar sua solução de IoT em um novo país. Certamente, não é um problema para cada aplicativo de IoT, mas algumas indústrias precisam acelerar sua adoção de padrões universais para melhorar a interoperabilidade.
Solução
Felizmente, a maioria dos componentes do seu conjunto de IoT são relativamente fáceis de substituir por outras tecnologias. E a tendência na indústria é tornar as soluções de IoT versáteis, tornando a integração o mais simples possível.
5. Disponibilidade de Largura de Banda
A largura de banda de Radiofrequência (RF) é um recurso finito que o mundo inteiro precisa compartilhar. Mesmo com bilhões de dispositivos conectados, há mais do que suficiente para todos. No entanto, quando muitos desses dispositivos usam as mesmas bandas de frequência no mesmo local, seus sinais interferem entre si.
Um exemplo comum disso é o WiFi em prédios de apartamentos. Cada residente com um roteador WiFi cria uma rede separada que usa as mesmas frequências (geralmente 5 GHz ou 2,4 GHz). Como estão tão próximos uns dos outros (em alguns casos, em lados opostos da mesma parede), seus sinais podem interferir facilmente quando todos tentam usar essas frequências simultaneamente.
Na IoT, muitas vezes você tem milhares de dispositivos conectados em proximidade relativamente próxima. À medida que continuamos a adicionar bilhões de novos dispositivos, o espectro de RF ficará cada vez mais congestionado. A interferência de sinal e a disponibilidade de largura de banda são algo com que os fabricantes precisam estar cientes. Felizmente, a indústria está abordando isso de várias maneiras.
Solução
Operadoras móveis do mundo todo pagam por uma licença que efetivamente privatiza segmentos do espectro de RF, como uma faixa de pedágio em uma rodovia, de modo que apenas seus clientes possam acessar essa largura de banda. Diferentes operadoras móveis que operam na mesma área têm suas próprias bandas licenciadas, o que ajuda a diminuir a probabilidade de interferência.
Novas tecnologias de IoT também estão encontrando maneiras mais eficientes de usar a largura de banda. O Narrowband IoT (NB-IoT), por exemplo, é uma tecnologia de rede celular que utiliza faixas mais estreitas, incluindo as "faixas de guarda", que normalmente servem como intervalos não utilizados entre redes.
Outras soluções alternativas de IoT como LoRaWAN, usam bandas não licenciadas disponíveis ao público, que podem estar sujeitas a interferência em áreas com muito tráfego.
Embora o 5G ainda não esteja pronto para uso generalizado em IoT, em breve permitirá às empresas acesso a uma gama muito maior de espectro de RF. Isso permitirá ao mundo distribuir dispositivos IoT em mais frequências.
6. Vida útil limitada da bateria
A maioria dos dispositivos IoT tem baterias pequenas. Isso ocorre principalmente porque os dispositivos frequentemente são incrivelmente pequenos - e as novas gerações de tecnologia IoT estão tendendo a dispositivos e componentes menores e mais eficientes. Baterias maiores poderiam restringir os casos de uso de um dispositivo ou limitar onde e como o dispositivo pode ser instalado. Por exemplo, colocar uma bateria maior em um sensor de manutenção preditiva poderia impedir que você instalasse o sensor onde ele estaria mais protegido contra temperaturas extremas, detritos, impacto e outras condições que poderiam causar danos.
Para dispositivos que passam a maior parte de sua vida útil em campo sem acesso a outra fonte de energia, a bateria é projetada para durar anos. Mas ela só pode durar todo esse tempo se as operações regulares do dispositivo consumirem uma quantidade mínima de energia. Transmitir ou receber dados por períodos prolongados consome muita energia da bateria.
Solução
Tecnologias de rede mais novas, como NB-IoT e LTE-M, possuem recursos de economia de energia, como o “Power-Saving Mode” (PSM) e a “Discontinuous Reception” (DRX). Esses recursos podem ajudar a estender a vida útil da bateria dos dispositivos IoT para 10 anos ou mais. No entanto, muitas tecnologias mais antigas ainda em uso hoje não possuem essas capacidades, deixando as empresas escolherem entre pouca largura de banda de dados e alto consumo de energia.
Outra maneira pela qual os fabricantes podem fazer uso mais eficiente de suas baterias é com roteadores e gateways IoT especializados. Essas peças de infraestrutura de rede podem servir como intermediários entre dispositivos IoT e as aplicações e entidades de rede com as quais eles precisam se comunicar. O gateway ou roteador pode oferecer suporte a protocolos mais complicados e processos de segurança como criptografia e autenticação, mantendo os dispositivos seguros ao minimizar o consumo de energia-
7. Acesso Remoto
O tipo de conectividade que um dispositivo IoT usa pode mudar a forma como você pode acessar o dispositivo. Por exemplo, usar o WiFi ou o Ethernet de seus clientes requer que o pessoal de suporte tenha privilégios de VPN ou esteja nas instalações. Visitas no local são extremamente caras, mas se essa for a única maneira de um técnico solucionar problemas ou atualizar seu dispositivo, sua empresa terá que incorrer nestes custos.
A capacidade de acesso remoto reduz dramaticamente os custos de suporte e manutenção - para você ou seus clientes - e torna as atualizações de firmware de rotina muito mais gerenciáveis em qualquer escala. Infelizmente, muitas soluções de conectividade IoT não têm largura de banda de dados suficiente para tornar o acesso remoto global viável. Uma única atualização de firmware em uma rede com baixa largura de banda consome muita energia para dispositivos que dependem de baterias.
Isso é outra força da conectividade celular. As redes celulares oferecem a largura de banda de dados necessária para enviar atualizações eficientemente para seus dispositivos e a tecnologia necessária para o acesso remoto seguro por meio de VPNs.
Vamos resolver seus desafios de IoT juntos
A emnify é uma das principais provedoras de conectividade IoT celular. Nossos SIM Cards de IoT ajudam você a criar produtos escaláveis e resilientes que podem se conectar a mais de 540 redes em mais de 195 países. Com nosso portal intuitivo de gerenciamento de conectividade, você pode controlar, monitorar e automatizar facilmente seus dispositivos a partir de uma única interface. Nossa tecnologia adiciona camadas de segurança à sua solução de IoT, oferece maior flexibilidade e ajuda você a obter mais de seus dispositivos.
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