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Cidade inteligente

Dispositivos inteligentes para cidades inteligentes: uma visão geral

Os dispositivos inteligentes são uma parte necessária das cidades inteligentes. Eles permitem a coleta, transmissão e gerenciamento de dados eficiente e eficaz. Os dispositivos inteligentes podem incluir qualquer coisa, desde sensores a câmeras e beacons Bluetooth. Eles permitem a automação de tarefas e a coleta de dados que podem ser usados para melhorar o funcionamento de uma cidade. Eles também permitem que as cidades integrem a tecnologia IoT (Internet das Coisas) em suas estruturas.

O que são dispositivos inteligentes?

Dispositivos inteligentes são pequenas máquinas conectadas à Internet que normalmente usam alguma forma de rede sem fio para torná-las móveis. Eles podem ser usados para todo tipo de coisa, mas geralmente se enquadram em uma dessas categorias: sensores ambientais como medidores de umidade do solo e monitores de qualidade do ar; câmeras de segurança; ou dispositivos pessoais que monitoram a saúde, localização ou outros fatores do usuário. Os dados que os dispositivos inteligentes coletam geralmente precisam ser transmitidos de alguma forma após a coleta. Se o dispositivo for muito grande para a energia da bateria, a transmissão com fio é uma opção. Caso contrário, existem muitos tipos de redes sem fio que podem transmitir dados por longas distâncias com muito pouca energia e em altas velocidades. O tipo mais comum de dispositivo inteligente é um sensor ambiental, mas muitas cidades também usam câmeras de segurança.

Além dos próprios dispositivos, uma cidade pode empregar a tecnologia IoT que disponibiliza as informações desses dispositivos pela internet. Isso permite conexões remotas entre usuários e sensores, bem como sistemas de gerenciamento baseados em software que podem monitorar todos os sensores em um sistema sem intervenção humana. Para que esses sistemas funcionem, eles podem exigir tecnologias adicionais, como serviços de localização ou redes de grande escala capazes de transmitir dados a longas distâncias. A infraestrutura de rede em larga escala é importante para coletar dados de um grande número de dispositivos e entregá-los a um banco de dados central onde podem ser acessados por qualquer pessoa com conexão à Internet. Gerenciar esse tipo de sistema é complicado e requer muito planejamento e investimento para ser criado.

O que é uma cidade inteligente?

Uma cidade inteligente é uma cidade que usa a tecnologia para melhorar a eficiência de suas funções. Isso pode incluir quase tudo, desde sistemas de gerenciamento de tráfego até plantas de purificação de água, mas há muitos pontos em comum entre diferentes tipos de cidades inteligentes: acesso remoto, automação, ferramentas de análise e visualização de dados e o uso de dispositivos IoT e redes de grande escala para dispositivos integração. Como essas tecnologias podem ser caras, geralmente leva tempo para que elas se espalhem pela cidade. A chave é que a funcionalidade aprimorada prometida por esse tipo de tecnologia eventualmente supera o custo inicial, desde que continue fornecendo benefícios ao longo do tempo. Para que essas tecnologias funcionem de forma eficiente, elas precisam ser gerenciadas por um sistema central. Esse tipo de sistema é frequentemente chamado de plataforma de gerenciamento de cidades.

A internet das coisas (IoT) é um termo geral para o uso de várias tecnologias para integrar um ou mais tipos de dispositivos inteligentes no que normalmente consideramos um dispositivo “inteligente”. Isso pode incluir sensores ambientais, câmeras de segurança, beacons Bluetooth e outras máquinas habilitadas para conexão sem fio que coletam dados de uma ou mais fontes e os transmitem sem fio ou por meio de redes com fio. A chave é conectar esses dispositivos de forma que eles possam compartilhar informações com outros dispositivos e sistemas de IoT sem sacrificar sua funcionalidade individual. Por exemplo: um semáforo habilitado para IoT teria seus próprios sensores embutidos em sua estrutura para detectar quando é seguro mudar, mas se esse semáforo também estiver integrado a um sistema maior com a Internet, seu status pode enviar alertas para outros dispositivos IoT como smartphones.

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O que é uma plataforma de gestão de cidades inteligentes?

Uma plataforma de gerenciamento de cidade inteligente (SCMP) é um portal de software baseado na web que agrega e analisa dados de todos os componentes da cidade inteligente para fornecer informações úteis. Isso significa projetar e criar novas tecnologias para que eles possam se comunicar e trabalhar juntos, e requer uma forte coordenação central entre esses diferentes elementos para mantê-los eficientes e seguros. Quando implementado corretamente, um SCMP pode fazer coisas como fornecer análises em tempo real, ferramentas de otimização, ferramentas de visualização, sistemas de alerta, recursos de agendamento, automação de fluxo de trabalho, compartilhamento de dados com outros sistemas e muito mais.

Como um serviço de localização pode melhorar as cidades inteligentes?

Um serviço de localização pode ser usado para rastrear a localização precisa de qualquer dispositivo de cidade inteligente que tenha a capacidade de transmitir suas coordenadas geográficas sem fio ou por meio de redes com fio. Esse é um recurso cada vez mais comum para dispositivos IoT, portanto, decidir como você deseja usá-lo é uma das primeiras coisas que você precisa descobrir antes de projetar seu sistema. Há muitas maneiras diferentes pelas quais esse tipo de informação pode ser útil: facilitar a navegação, fornecer alertas em tempo real, usar sensores ambientais para impedir o crime, rastrear o uso da água em áreas como parques e lagos onde não há impacto financeiro direto de desperdício de recursos (por exemplo, piscinas e fontes), etc. A principal coisa sobre um serviço de localização é que ele precisa ser rápido e preciso, o que significa uma grande coordenação com outros sistemas.

Um dos principais fatores das cidades inteligentes é a integração

A palavra “integração” neste contexto refere-se ao processo de envio de dados de um sistema para outro, ou de um conjunto de dispositivos para outro. Os diferentes tipos de dispositivos IoT disponíveis têm recursos e casos de uso diferentes, mas, desde que sejam capazes de trocar dados sem fio ou por meio de redes com fio, você poderá conectá-los ao SCMP sem muitos problemas. No caso de um serviço de localização, apenas as partes do seu sistema de cidade inteligente que exigem coordenadas geográficas em tempo real precisam de integração com uma API de serviços de localização para que não se torne um gargalo para todo o sistema. A maioria dos dispositivos de cidades inteligentes compatíveis com a Internet já estão configurados com a conectividade básica necessária para enviar dados pelas redes, para que você não precise lidar com nenhum encaminhamento de porta complicado ou outras tarefas avançadas de rede.

Como proteger o SCMP?

Um SCMP abrangente incluirá vários recursos que podem ajudar a proteger seu sistema e ainda permitir a troca de informações úteis. Muitos dispositivos IoT estão conectados em redes IPv4 ou IPv6, que são muito difíceis de proteger contra usuários não autorizados porque seus endereços IP podem mudar a qualquer momento, mas isso também significa que não há um local central específico onde a segurança de todo o seu sistema fique suspensa. Saldo. A melhor maneira de usar esse tipo de alocação dinâmica de endereços é usando um servidor de autenticação centralizado (geralmente baseado em LDAP) mais protocolos de comunicação seguros como HTTPS e SSH, e isso é ainda mais importante quando você leva em consideração todos os diferentes tipos de dispositivos seu sistema de cidade inteligente pode incluir.

O que é uma rede de sensores sem fio?

Redes de sensores sem fio (WSNs) podem ser usadas para aplicações como monitoramento ambiental, onde muitos dados precisam ser coletados de vários locais ou situações diferentes e enviados sem fio por meio de pequenos sensores IoT que não precisam de nenhum tipo de conexão direta com a Internet. Por exemplo: sensores que detectam temperatura ambiente, vazamentos de gás, níveis de umidade, qualidade do ar, etc. Esses tipos de dispositivos geralmente são alimentados por bateria, o que significa que são mais adequados para instalação em áreas remotas onde não é viável passar um cabo de alimentação a cada poucos meses e podem ser integrados a um SCMP sem muito dificuldade se o software nos sensores permitir a exportação de dados simples em locais como o formato CSV.

Como construir uma plataforma de gestão de cidades inteligentes?

Uma das partes mais importantes sobre como projetar uma plataforma de gerenciamento de cidade inteligente é como você deseja monitorá-la e mantê-la quando todos os seus diferentes sistemas estiverem funcionando. A maioria das tarefas que precisam ser executadas (como atualizar o software do sistema) deve acontecer automaticamente, mas mesmo quando tudo está funcionando sem problemas, é necessário haver pelo menos uma pessoa cuja principal responsabilidade é garantir que nada dê errado com qualquer parte do seu SCMP geral . Existem muitas opções para esse tipo de segurança da informação, então é melhor fazer uma pesquisa sobre o que é melhor para uma determinada situação: permissões de usuário, acesso remoto, etc.

A integração com os sistemas existentes é outro fator chave importante

Mesmo que você ainda não tenha nenhum tipo de sistema de informação em execução em sua cidade inteligente, deve ser relativamente fácil integrar um SCMP com equipamentos existentes e outros dispositivos especializados devido ao escopo limitado de muitos aplicativos de IoT. Por exemplo: as lâmpadas de rua inteligentes devem ser compatíveis com a maioria dos outros sistemas de iluminação automatizados, portanto, desde que haja uma interface que permita a exportação/importação de coordenadas geográficas, você não precisará de nenhuma engenharia ou programação personalizada para fazê-los funcionar juntos. Assim como seu SCMP não precisa ser construído do zero toda vez que alguém instala uma nova infraestrutura de cidade inteligente (porque protocolos de dados comuns como MQTT podem conectar sistemas diferentes), cada dispositivo IoT individual pode ser integrado a um ou mais de seus sistemas de software existentes dependendo do que ele coleta.

Compatibilidade de hardware em aplicativos de cidades inteligentes baseados em IoT

Este é um dos principais benefícios dos aplicativos de cidade inteligente baseados em IoT – uma vez que você tenha um sistema de hardware adequado, ele teoricamente deve durar muitos anos antes de precisar de uma atualização ou substituição, enquanto ainda é compatível com quaisquer componentes novos ou atualizados em seu SCMP geral . Isso geralmente economiza dinheiro durante os estágios iniciais de desenvolvimento e ainda permite flexibilidade se você quiser expandir sua rede adicionando novos dispositivos posteriormente. Por exemplo: os telefones celulares são quase todos baseados em protocolos de comunicação comuns, o que significa que o hardware funcionará se você estiver usando o software iOS da Apple ou o sistema operacional Android do Google. É claro que isso nem sempre é o caso, porque há uma grande troca entre ter muitos dispositivos padronizados e ser capaz de personalizar seu sistema de cidade inteligente para atender a todos os seus requisitos exclusivos, mas geralmente é mais barato ter tudo funcionando em conjunto sai da caixa.

Cada vez mais sobre segurança em cidades inteligentes para a paz cibernética

Não é preciso dizer que a segurança é um dos fatores mais importantes em qualquer programa de cidade inteligente – à medida que mais dados de diferentes partes de uma cidade ficam disponíveis online, também significa que há mais pontos potenciais para hackers de fora da rede obterem acesso . Os mesmos tipos de vulnerabilidades de IoT que podem afetar redes de menor escala também existem em escalas maiores, pois geralmente são baseadas em tecnologias semelhantes, mas isso não significa que todos os aspectos de um SCMP precisam ser absolutamente herméticos. Significa apenas que você precisa considerar cuidadosamente as medidas de segurança em todas as etapas do seu projeto e, em seguida, voltar e atualizar partes individuais à medida que novas vulnerabilidades são descobertas ou o fator de risco muda.

A maioria dos sistemas de cidades inteligentes atualmente depende de protocolos de dados não criptografados, como o MQTT, que facilita a obtenção de senhas de usuários por hackers usando pacotes de informações especialmente criados que podem induzir os dispositivos IoT a revelar detalhes confidenciais sobre suas configurações ou os tipos de dados que estão transmitindo . Embora isso seja mais provável de acontecer durante um ataque man-in-the-middle, onde um hacker intercepta o sinal de um dispositivo específico antes de retransmiti-lo de volta ao destino pretendido, não é necessário que ele se infiltre fisicamente em sua rede para obter isso. tipo de informação. Eles podem simplesmente monitorar o tráfego em diferentes canais físicos e usar esses dados para adivinhar (ou forçar) senhas ou chaves criptográficas assim que conseguirem obter detalhes de rede suficientes sobre como você pode implementá-los.

Os SCMPs costumam usar coordenadas geográficas como longitudes e latitudes como forma de identificar locais específicos dentro das cidades (por exemplo, residências, empresas, pontos de referência), mas existem certos tipos de ataques que podem ser usados contra esses dispositivos, dependendo de qual tecnologia está sendo usada para configurações iniciais. Isso significa que invasores com algum conhecimento técnico podem teoricamente obter acesso ou interromper seu sistema se o alvo estiver localizado entre determinados pontos ou se a transmissão do sinal se originar fora dos limites mínimos ou máximos de uma determinada área. Nesse caso, pode ser especialmente importante atualizar seus dispositivos IoT regularmente se o software deles não for baseado em um modelo de código aberto que permita corrigir vulnerabilidades rapidamente.

Toneladas de benefícios para cidades inteligentes

Um dos maiores benefícios de qualquer projeto de cidade inteligente é que ele pode fornecer uma plataforma conveniente para mostrar como diferentes tipos de dados podem ser analisados, filtrados e interpretados em tempo real. Isso significa que as cidades podem usar esses sistemas para obter informações úteis sobre tendências econômicas ou mudanças demográficas da população por meio de aplicativos móveis, portais da web e outros canais de comunicação sem precisar depender de métodos tradicionais como pesquisas censitárias, cada vez mais desatualizadas e caras. Na maioria dos casos, os SCMPs coletam dados de redes de TIC de baixo nível no nível da rua, mas também têm a capacidade de interagir com vários outros tipos de informações sobre o ambiente ao redor – incluindo como os serviços da cidade estão sendo usados, onde as pessoas estão andando ou dirigindo em um determinado momento e até mesmo quais tipos de mercadorias estão sendo enviadas para dentro e para fora de uma determinada área.

Ao contrário de outras redes IoT que existem há décadas, as cidades inteligentes precisam monitorar continuamente as mudanças em seu ambiente urbano como parte das operações do dia-a-dia. Isso significa que você precisa estar preparado para atualizar constantemente seu SCMP à medida que novas tecnologias se tornam disponíveis ao longo de sua vida útil. Em alguns casos, isso significa atualizações de software a cada dois anos, embora também possa exigir substituições de hardware se os dispositivos IoT existentes não puderem se adaptar com rapidez suficiente a novos tipos de ataques, como interferência ou falsificação. Embora esse tipo de flexibilidade possa parecer caro durante os estágios iniciais de um projeto de cidade inteligente, ele tem o potencial de reduzir os custos gerais associados a violações de segurança e tempo de inatividade da infraestrutura posteriormente.

A padronização é um ponto crucial para as cidades inteligentes da ciberpaz

Os SCMPs são provavelmente algumas das redes IoT mais complicadas que você será responsável por proteger, mas também têm muito em comum com outros tipos de sistemas municipais em sua essência – incluindo como eles coletam, processam e compartilham dados usando sensores que dependem de protocolos de comunicação sem fio para transmitir informações entre diferentes dispositivos. Por esse motivo, é importante que você siga os padrões do setor o mais próximo possível durante todas as etapas do seu projeto, para que vulnerabilidades semelhantes não sejam introduzidas em seu sistema (ou pior, introduzidas e exploradas) por outras partes no mesmo fornecimento ou distribuição cadeia.

Semelhante a muitos tipos de SCMPs, sistemas de cidades inteligentes, como gerenciamento de tráfego e visualização de dados, podem ser usados para diversos fins comerciais e industriais – dependendo de quais tipos de licenças você precisa obter antes de serem instalados em espaços públicos. Por exemplo: se você planeja identificar padrões de trânsito em seu ambiente urbano por meio de sensores Bluetooth que dependem de frequências não licenciadas, é especialmente importante que esses dispositivos sejam projetados com segurança em mente para que não haja pontos de acesso não autorizados ao longo de seus caminhos de sinal. Permitir que qualquer pessoa interfira em redes sem fio gratuitas pode expor sua cidade a riscos legais desnecessários, além de criar vulnerabilidades que podem ser exploradas por partes mal-intencionadas.

Da mesma forma que você precisa ter certeza de que seus SCMPs estão usando um modelo de código aberto, também é importante que você pense na segurança de uma perspectiva de todo o sistema ao implementar novos tipos de dispositivos em espaços públicos – incluindo quaisquer dados que estejam sendo compartilhados entre diferentes redes de TIC ou armazenados em armazenamento em nuvem. Como os dispositivos IoT tendem a depender de bibliotecas e estruturas de terceiros que nem sempre podem ser atualizadas com as atualizações de software mais recentes de uma determinada cidade, você precisará garantir que esses tipos de dependências foram criados do zero ou completamente testados antes de serem usados na cidade inteligente projetos.

Embora a maioria dos municípios dependa de redes cabeadas há décadas, eles estão migrando rapidamente para tecnologias sem fio devido a custos mais baixos e instalação mais fácil: um SCMP moderno, como um sistema de transporte inteligente, pode enviar e receber milhões de pacotes de dados todos os dias, e é por isso que é tão importante que esses tipos de sistemas sejam projetados com a segurança em mente desde o início.

Quando se trata de proteger SCMPs que dependem de tecnologias sem fio, há três componentes principais que você deve conhecer: interferência, interferência e falsificação. Você pode pensar em interferência como ruído de sinal indesejado ou perda de dados causada por duas ou mais fontes lutando por tempo de transmissão no mesmo hardware, enquanto interferência é qualquer tentativa intencional de impedir que outro dispositivo receba sinais por meio de força bruta (superando o sinal com ruído) ou bloqueando a faixa de frequência usada por esse outro dispositivo. A falsificação é uma forma de roubo de identidade que ocorre quando partes mal-intencionadas tentam enviar pacotes de outro dispositivo fingindo ser uma fonte confiável. Todos os três tipos de ataques podem resultar na exposição ou manipulação de informações confidenciais e, dependendo da banda de frequência usada por seus SCMPs, é possível que esses tipos de violações de segurança passem despercebidas pelas pessoas responsáveis pela manutenção do sistema.

Embora alguns tipos de interferência possam ser mitigados com o gerenciamento de protocolo adequado (especialmente se forem causados por elementos naturais como explosões solares), você deve começar a pensar em interferência e falsificação como duas áreas principais em que os padrões de segurança da IoT ainda estão alcançando as necessidades do setor . Um tema comum entre todos os sistemas sem fio é que eles precisam de permissão para operar em frequências específicas dentro de suas bandas permitidas, o que significa que um ataque de interferência pode ser detectado observando as frequências vizinhas em busca de ruído excessivo. Os ataques de falsificação são um pouco mais complicados de detectar, pois exigem que os pesquisadores descubram se um determinado pacote veio de uma fonte autorizada ou não – algo que é quase impossível se a tentativa de falsificação for bem-sucedida.

À medida que os municípios continuam a investir em SCMPs projetados para uso público, é importante que eles mantenham esses tipos de ataques em mente durante o projeto de hardware e a integração do sistema: enquanto empresas como a Cisco vêm construindo ferramentas de segurança de radiofrequência em suas plataformas de IoT há anos (consulte como eles estão lidando com ameaças como interferência e falsificação aqui ), outros não listaram explicitamente a proteção de rede sem fio entre suas principais preocupações – apesar de vários incidentes envolvendo ataques físicos a infraestruturas de TIC locais. Como qualquer outro tipo de rede sensível, os SCMPs contam com uma combinação de métodos com e sem fio para transmissão de dados, o que significa que os administradores do sistema precisarão garantir que seus padrões considerem todos os tipos de interferência detectável em determinadas bandas de frequência.

Embora a principal fonte desses tipos de ataques ainda seja atribuída a hackers que procuram informações pessoais ou dados de pontos de interesse, não há razão para que outros invasores não possam ir atrás de diferentes tipos de infraestrutura crítica se não forem construídos com segurança em mente desde o início. Dada a quantidade de dinheiro que os municípios têm investido em WiFi público na última década, é importante que você mantenha seus SCMPs protegidos contra ataques pensando na proteção da rede sem fio de dentro para fora.

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