Conectando o que não foi Conectado! LPWAN e Sigfox, a tecnologia do IoT

LPWAN e a Internet Das Coisas

 

Atualmente quase todos estão entusiasmados com as perspectivas trazidas pela Internet das Coisas, quando muitos dispositivos no mundo real estarão conectados ao mundo virtual, enviando dados para nuvens que processam estes dados gerando novas possibilidades de automatização de processos e enormes ganhos de eficiência e produtividade.

 

Hoje já temos muitas coisas conectadas, quer por celular, bluetooth ou WiFi, mas há que se perceber que estas coisas, por mais interessante que sejam, são apenas  o começo de um processo muito maior.

 

Nos dias atuais, por exemplo, Bluetooth e WiFi podem propiciar conectividade a baixo custo no dispositivo, mas dependem de Gateways definidos - não são tecnologias de ampla cobertura ou mobilidade. Para quem precisa de mobilidade e ampla cobertura há modems 2G, 3G e 4G, utilizando a rede celular. Mas essa é uma solução que tem seus problemas, como preço e consumo de energia.

 

O fato é que há um universo muito maior de coisas esperando para serem conectadas, aguardando por uma tecnologia e por um modelo de negócios que torne economicamente viável a coleta e uso das informações geradas por estas coisas.

 

Para isto é preciso uma tecnologia que propicie:

  1. No Dispositivo:
    1. Baixo custo de adição da tecnologia
    2. Baixo Consumo de Energia
  2. Na Rede:
    1. Baixo custo de Implementação  (grande cobertura)
    2. Baixo custo de operação
  3. Facilidade de uso

 

Foi tentando atender a estas necessidades que surgiram há alguns anos atrás as tecnologias LPWAN - Low Power Wide Area Network. Estas tecnologias surgiram como contraponto às tecnologias Celulares (WAN - Wide Area Networks) e Wifi, Bluetooth, Ant+ (PAN - Personal Area Networks).

 

Elas são efetivamente um novo caminho, um desvio do Roadmap de tecnologias celulares no sentido de simplificar, baixar custos abrindo novos mercados, como mostra a figura a seguir.

 

Fonte: http://www.lightreading.com/iot/iot-strategies/how-iot-forked-the-mobile-roadmap/a/d-id/720262

 

LPWAN associa o modelo das redes WAN - o de uma rede estrela, ubíqua, disponível onde necessário não operada  por seus usuários - com as vantagens das redes PAN - Baixo custo, simplicidade.

 

Uma destas tecnologias, pioneira no mundo é já estabelecida em 32 países é Sigfox. E o mais importante- esta rede está desde já disponível no Brasil, fornecida pela WND, uma operadora com sede no Reino Unido e operações em toda a América Latina. (http://wndbrasil.com/)

 

 

A Rede Sigfox e a WND - Operadora Brasileira

 

A Rede Sigfox permite que dispositivos enviem e recebam mensagens curtas através de transmissão sem fio a distância com consumo de energia e custo bem baixos. Alem das vantagens já mencionadas, a rede Sigfox oferece:

  • Uma rede provida como “Utility”: Da mesma forma que energia elétrica e água - Disponível onde você precisa;
  • Uma rede Global: um mesmo dispositivo com comunicação Sigfox funciona em qualquer local do mundo que tenha cobertura Sigfox, sem problemas, nem acordos de Roaming;
  • Uma nuvem para armazenamento dos dados facilitando seu uso e processamento.

 

Vejam o modelo da rede sigfox a seguir:

 

 

Na rede Sigfox, desenvolvedores precisam apenas conectar os seus dispositivos, quaisquer que sejam, e prover sua aplicação que use os dados coletados. De fato a WND e Sigfox dedicam parcela considerável de seus esforços auxiliando interessados a criar dispositivos e aplicações que façam uso da rede.

 

Mas o que é necessário para usar a rede Sigfox? Essencialmente apenas:

  • Um modem compatível com a rede Sigfox e
  • Uma assinatura para acessar a rede.

 

Com isto é possível enviar dados para a Nuvem Sigfox, onde ficarão armazenados de uma forma já pronta para o desenvolvimento de aplicações.

 

O modelo de conexão é extremamente simples e baseado em mensagens curtas. Estas mensagens serão transportadas pela rede e disponibilizadas na Nuvem Sigfox,  associadas unicamente àquele dispositivo específico. Não há necessidade de abrir Sockets, se preocupar com headers, endereços etc.

 

A operadora da rede Sigfox, no Brasil a WND, fornece estes serviços mediante cobrança de uma assinatura, muito mais barata que as conexões celulares tradicionais, tão baratas quanto US$1.00 por ano!

 

Ao mesmo tempo modems Sigfox são muito mais baratos que outros modems. É possível, por exemplo, comprar um modem Sigfox em grandes volumes por US$3.00, menos da metade do preço de um modem 2G e muito mais barato que futuro modems celulares (NB-IOT).

 

E mais importante. Além do baixo preço do modem e  do serviço,  no Brasil, grandes cidades como Rio de Janeiro, São Paulo, Campinas, Ribeirão Preto, Curitiba, já contam com cobertura da rede Sigfox, e até  o final de 2018 80% da população Brasileira terá cobertura Sigfox, possibilitando que  se comece hoje desenvolvimentos  criação de produtos que crescerão junto com a rede.

 

De fato a WND  já patrocina  hoje um concurso entre universidade promovido pela SBESC onde 35 equipes estão criando projetos usando a rede já disponível:

http://sbesc.lisha.ufsc.br/sbesc2017/Embedded+Systems+Competition

 

 

Um pouco mais sobre Sigfox

 

Cada mensagem Sigfox pode ter de 0 a 12 bytes 100% disponíveis para o  usuário. A Rede acrescenta proteção, autenticação, número de sequência e timestamps de maneira transparente para ele, que se quiser pode também usar estes dados em sua aplicação.

 

A rede permite que, na média dos dispositivos de um usuário, sejam enviadas até 7 mensagens por hora, 140 mensagens por dia.

 

 

Com este tipo de serviço muitas aplicações são possíveis, como por exemplo rastreamento de objetos e veículos,  medidas de consumo de água, energia, gás ou parâmetros de processo, alarmes, mensagens de diagnósticos etc.

 

Para se ter uma ideia melhor do que é possível basta ver a página de parceiros da Sigfox.

 

 

Mas como se adiciona conectividade Sigfox a um dispositivo?

 

Há várias maneiras possíveis desde partindo de chips com rádios da maioria dos  grandes fabricantes, passando pelo uso de modems com comandos AT, até a compra de um kit  de desenvolvimento com Sigfox.

 

Para a maioria dos desenvolvedores que desejam conhecer e experimentar a tecnologia, o caminho do Modem e do Kit são certamente os mais rápidos. Notem que os kits de desenvolvimento normalmente já vem com uma assinatura de um ano da Rede Sigfox em qualquer lugar do mundo!

página de parceiros da Sigfox

página de parceiros da Sigfox

 

Todos os modems e chips capazes de usar a rede Sigfox aceitam comandos AT, desta forma tudo que é necessário para se acrescentar conectividade Sigfox a um produto é a presença de uma simples porta serial ou SPI nele. Muitos desses dispositivos acrescentam funções como IO, A/D e D/A, acelerômetros etc.

 

Isto torna o  time to market bem pequeno, pois existem diversos modems disponíveis para integração com o hardware a ser criado para uma solução embarcada, e a programação é bem facilitada por conta da simplicidade dos comandos AT.  

 

 

Resumo e Próximos Posts

 

Em resumo, Sigfox é uma solução disponível agora no Brasil e que permite a criação de uma série de novos serviços e negócios de maneira simples e de extremo baixo custo.

 

Em próximos posts daremos mais detalhes da tecnologia de rádio e detalhes sobre kits de desenvolvimento, para que você possa criar e testar sua primeira aplicação Sigfox.

 

Até breve!

 

 

Webinar Sigfox - Embarcados Experience

 

Assista o Webinar gravado sobre a rede Sigfox com José Almeida, Diretor de Dispositivos e Ecossistema da WND. Acesse a página de parceiros da Sigfox

 

 

(Esse post foi escrito por José Almeida da WND e Thiago Lima do Embarcados).

 

(*Esse post foi patrocinado WND Brasil)

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WND Brasil
A WND Brasil é a operadora Sigfox no Brasil e está implantando a primeira rede dedicada à Internet das Coisas no país usando essa tecnologia.Conectar o que ainda não foi conectado é o nosso foco.

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1 Comentário em "Conectando o que não foi Conectado! LPWAN e Sigfox, a tecnologia do IoT"

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Luciano Seibel

O keep alive (heart beat) é cobrado do pacote?