Redes Bluetooth Mesh e Automação Residencial

Redes Bluetooth Mesh

Se você está pensando em entrar no mundo dos dispositivos de automação residencial, agora é a hora, graças ao Bluetooth Mesh, uma topologia de rede usada para estabelecer comunicações entre muitos e muitos dispositivos. A ideia de automação residencial teve início nos anos de 1950, quando Ray Bradbury publicou “There Will Come Soft Rains”, uma pequena história sobre uma casa que se cuida depois que a família que mora lá desapareceu. Hoje a casa inteligente não é apenas uma idéia fantástica para os ricos, mas uma realidade que está se expandindo para todos.

 

A ABI Research afirma que o mercado de automação residencial, se seguir as expectativas, provavelmente crescerá 40% nos próximos cinco anos, levando a mais de 282 milhões de smarthomes em todo o mundo até 2022. Quando se trata de escolher os dispositivos de alta disponibilidade, sua imaginação é a única coisa que pode limitar você. Você pode pensar que não há mercado para uma torradeira inteligente, mas você já imaginou o lugar comum de uma criança de oito anos com seu próprio iPhone? Talvez devêssemos nos perguntar: que produto existe que não pode se beneficiar de ser mais inteligente?

 

Tudo bem que alguns produtos podem  parecer ser exagero, como fornos que podemos preparar para pré-aquecer sem sair do sofá ou persianas que se ajustam de acordo com a hora do dia. No entanto, um forno inteligente que reconhece que sua família saiu para férias e se desliga definitivamente pode ser um alívio e eliminar uma questão antiga de uma vez por todas, e essas persianas auto-ajustáveis podem se tornar um significativo fator de economia de energia.

 

Outra área vital é o monitoramento de assistência médica domiciliar, que permite que idosos e outras pessoas sob cuidados de saúde vivam de forma independente e acessem opções de tratamento menos dispendiosas. O monitoramento de saúde é um mercado muito maior do que os sistemas de resposta a emergências pessoais. Um sistema de sensores em toda a casa pode monitorar não apenas o movimento de um indivíduo, mas também medir a freqüência cardíaca da pessoa, a pressão sanguínea e a qualidade do ar que o circunda.

 

Protocolos da Automação Residencial

 

Wi-Fi, Z-Wave e Zigbee são termos familiares no mundo da automação residencial, e o Bluetooth também é um player confiável, embora seus limites permitam principalmente a comunicação de dispositivos one-to-one. No entanto, as coisas estão mudando com o lançamento do Bluetooth Mesh em 2017, que agora permite que o protocolo se torne um concorrente sério e esteja trazendo à tona as desvantagens de outros protocolos.

 

O Wi-Fi é um excelente protocolo para transmissão de grandes pacotes de dados, mas tem uma reputação de problemas com interferência de dispositivos e, à medida que mais dispositivos ingressam no sistema doméstico, o potencial de interferência adicional aumenta. O Wi-Fi também sofre um consumo significativo de energia, e isso é um prejuízo para os dispositivos operados por bateria que compõem a maioria dos produtos de alta disponibilidade nos dias de hoje. Embora este seja o caso o Wi-Fi continuará a desempenhar um papel essencial na automação residencial quando se trata de entretenimento doméstico devido à sua alta largura de banda, mas o Bluetooth é um concorrente próximo.

 

Reconhecendo que o número de dispositivos que formarão uma casa inteligente continuará a crescer exponencialmente, uma plataforma eficiente, sem interferências e de baixa potência é crucial. Plataformas como Z-Wave e Zigbee fornecem uma solução que usa uma rede de malha para retransmitir mensagens pulando de nó-a-nó, tudo isso fortalecendo os sinais da rede. Ambos os protocolos são antigos da indústria: Zigbee se orgulha de seus 15 anos, desde o ano passado, e a Z-Wave se orgulha de se dedicar à automação residencial desde antes da criação do termo. A desvantagem para o usuário é que esses sistemas exigem um hub que se conecte à rede doméstica para receber mensagens dos dispositivos e sensores espalhados pela casa. Como muitos dos dispositivos são proprietários por natureza, eles geralmente não podem se comunicar com outros dispositivos na rede.

 

A rede Bluetooth Mesh pode gerenciar a comunicação entre milhares de dispositivos sem sacrificar o desempenho. Isso pode parecer exagero, mas considerando que a ABI Research comunicou que 650 milhões de dispositivos domésticos inteligentes com Bluetooth serão enviados em 2018 e eles esperam que esse número cresça seis vezes até 2022, não é razoável imaginar centenas de dispositivos em uma casa automatizada.

 

Talvez a vantagem mais significativa do Bluetooth quando se trata de projetar dispositivos domésticos inteligentes seja com foco em saúde, manutenção residencial, gerenciamento de energia, segurança, entretenimento ou controle ambiental, já que quase todas as pessoas já possuem um smartphone, tablet ou PC com tecnologia Bluetooth.

 

A chave para essa nova possibilidade de rede mesh é o Bluetooth Low Energy (BLE) 4.x ou 5.0 que suporta os papéis Broadcaster e Observer do Generic Access Profile (GAP). O Módulo Murata WSM-BL241 Bluetooth® 5.0 Low Energy é um desses dispositivo que também integra um circuito integrado Nordic BLE (IC), uma extremidade frontal de radiofreqüência (RF) e um cristal em um espaço muito compacto. O tamanho pequeno juntamente com o Arm Cortex M4 Core integrado com 64 KB de memória de acesso aleatório (RAM) e 512 KB de flash fornecem um mecanismo de alto desempenho e interface rica, torna o módulo perfeito para uma variedade aplicações em IoT.

 

Os projetistas de sistemas também apreciarão o fato de que a Murata WSM-BL241 é certificada por RF portanto, eles não precisam passar pelo processo demorado e caro de adquirir uma certificação sem fio, reduzindo o tempo de colocação no mercado. O processo de depuração e desenvolvimento também é mais fácil através do uso do kit de desenvolvimento de software (SDK) do módulo.

 

Segurança em Automação Residencial

 

Talvez uma das considerações mais importantes ao discutir automação residencial seja a segurança, tanto para os dados quanto para a residência. Nós todos sabemos que cada conexão com a Internet é um potencial backdoor para um hacker ou uma janela aberta para um vírus destrutivo. O protocolo que você usa deve fornecer proteção para todos os ataques de segurança conhecidos. Você não quer que seu produto apareça nas notícias porque permitiu que um ladrão entrasse na casa de alguém ou porque o caos se seguiu quando um vírus tornou inútil todo um sistema.

 

A segurança é a prioridade número um das redes Bluetooth Mesh. Os designers de produto normalmente têm a opção de decidir quais recursos de segurança serão ativados ao projetar um dispositivo que só vai falar com outro dispositivo. No entanto, esse não é o caso das redes Bluetooth Mesh, em que toda uma rede de dispositivos está em jogo. Em vez disso, o Bluetooth definiu um requisito de segurança obrigatório para redes mesh. Esse mandato garante que as empresas não corram o risco de desenvolver processos separados para diferentes partes da pilha. Da mesma forma, como as especificações estão abertas a comunidade pode testá-las.

 

É fácil imaginar fluxos de luz solar fluindo através de persianas ajustadas automaticamente e um cheiro de café que gentilmente o leva a despertar para uma nova manhã. Não há necessidade de vestir seus chinelos porque o seu piso aquecido já está na temperatura ideal. Assim como você está prestes a sair para o dia recebe o relatório meteorológico e de trânsito mais recente e, enquanto está no trabalho, acessa câmeras localizadas em toda a casa para ver o que Fido está fazendo e permite que o áudio diga o que ele é um bom cachorro. Quando você volta para casa o jantar está pronto no forno, e quando a hora de dormir se aproxima, as luzes começam a desvanecer-se. A pergunta é: qual dispositivo você adicionará à rede Bluetooth Mesh e a essa história?

 

Artigo escrito originalmente por Traci Browne para Mouser Electronics: Bluetooth Mesh Networks and Home Automation.

 

Traduzido por Equipe Embarcados.

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Leoni Loris
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lml

Nunca vi BLE mesh properly working. Desde 2017 é apenas um belo de um buzz word.

Jose Roberto Muratori
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Jose Roberto Muratori

Muito pertinente esta matéria, já reproduzimos e compartilhamos em nossas redes sociais e blogs. Parabéns!