BLOG - Sistemas Embarcados

Este blog tem como autores os participantes do projeto Smart Campus e alunos das disciplinas: Sistemas Embarcados(Engenharia de Controle e Automação) e Plataformas de prototipação para Internet das Coisas (Especialização Lato Sensu em Internet das Coisas). O objetivo é a divulgação de trabalhos em desenvolvimento no campus que envolvam a utilização de conceitos de sistemas embarcados, internet das coisas, telemetria e outras tecnologias para a resolução de problemas da indústria, meio ambiente, cidades inteligentes, fazendas inteligentes, ....
Coordenação: Prof. Marcos Chaves

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IoT - Sensores e Atuadores e a Comunicação entre Dispositivos

Basedo na apresentação feita em sala de aula.

Autores

  • Daniel Gonçalves <goncalves.d@aluno.ifsp.edu.br>
  • Higor Zambaldi Trabuco <higor.trabuco@aluno.ifsp.edu.br>
  • Murilo dos Reis Tavares <murilo.tavares@aluno.ifsp.edu.br>
  • Sandro Caires <sandro.caires@alunoifsp.edu.br>

Comunicação TCP/IP

Opera usando o modelo OSI (Open Systems Interconnection)

  • Camada 7: Aplicação
  • Camada 6: Apresentação
  • Camada 5: Sessão
  • Camada 4: Transporte
  • Camada 3: Rede
  • Camada 2: Enlace
  • Camada 1: Física

Protocolos mais Comuns

  • MQTT (MQ Telemetry Transport)
  • CoAP (Constrained Application Protocol)

Características comuns:

  • Leves e simples
  • Desenvolvidos para dispositivos limitados
  • Desenvolvidos para baixa largura de banda, não confiáveis e de alta latência
  • Amplamente adotados e disponíveis

MQTT

  • Possibilita comunicação assíncrona
  • Modelo pub/sub

CoAP

  • Comunicação individual
  • Modelo request/report

Topologias

Estrela

  • Nó central (Access Point - AP)
  • Comunicação é centralizada
  • AP distribui a comunicação entre os nós

Mesh

  • Comunicação direta entre os nós
  • Mais de um caminho entre um nó e outro
  • Maior complexidade de roteamento
  • Consumo sensivelmente maior quando comparado com a topologia em estrela

Comunicação de Long Alcance

NB-IoT (Narrow-Band IoT)

  • Solução dentro do espectro LPWA (Low Power Wide Area)
  • Até 25 km
  • Baixo consumo e baixo custo
  • Padrão aberto e com suporte de uma indústria já consolidada
  • Aproveita as redes já existentes, como as redes móveis celulares
  • Podem se mover pela área de cobertura sem interrupções

LoRa (Low Range)

  • Até 40 km em áreas rurais
  • Até 5 km em áreas urbanas
  • Seguro
  • Baixo consumo e baixo custo

Comunicação de Médio Alcance

IEEE 802.15.4

  • ZigBee
    • Entre 10 e 100 metros
    • Até 65 mil nós
    • Seguro (criptografia AES de 128 bits)

IEEE 802.11

  • WiFi
    • Entre 30 a 50 metros, podendo alcançar até 100 metros
    • Banda não licenciada 2,4 e 5 GHz

Comunicação de Curto Alcance

Bluetooth

  • Até 79 canais *
  • Até 10 metros
  • Baixo consumo

BLE (Bluetooth Low Energy)

  • Até 40 canais *
  • Até 30 metros
  • Consumo menor em relação ao Bluetooth, principalmente na relação alcance/consumo
* Certos países possuem limitação na faixa ISM (Industrial Scientific Medical), podendo reduzir o número de canais permitidos.

Resumo de Alcance

Resumo do alcance das tecnologias mencionadas

40km LoRa (áreas rurais)
25km NB-IoT LPWA
5km LoRa (áreas urbanas)
100m IEEE 802.15.4 ZigBee / IEEE 802.11 WiFi
50m IEEE 802.11 WiFi
30m IEEE 802.11 WiFi/BLE
10m IEEE 802.15.4 ZigBee / BLE / Bluetooth

 

[ID:156] Autor: - Criado em: 2023-06-22 22:57:11 - [ Compartilhar ]