Claire Swedberg
O fornecedor de equipamentos de telecomunicações Blues Wireless tem como objetivo tornar os sistemas de Internet das Coisas (IoT) baseados em celular acessíveis e fáceis de implantar, com uma solução chamada Notecard. Várias empresas vêm testando ou implantando a tecnologia desde janeiro de 2020 para soluções que vão desde medições da qualidade do ar até rastreamento da cadeia de suprimentos. A Blues Wireless projetou o sistema para permitir que os desenvolvedores levem conectividade sem fio a dispositivos e soluções regulares a um custo mais baixo e com maior facilidade de implantação do que os sistemas IoT padrão.
A empresa está colaborando com a empresa de semicondutores STMicroelectronics. O sistema Notecard resultante vem com 10 anos de conectividade celular pré-paga da AT&T Wireless e aproveita o microcontrolador (MCU) e o elemento seguro (SE) da ST. Ele também pode fornecer detecção de temperatura e movimento quando um sensor ST conhecido como LIS2DTW12 é integrado ao dispositivo. Dessa forma, os usuários podem implementar aplicativos como o rastreamento de condições em um refrigerador ou cadeia de abastecimento de frio, bem como habilitar a otimização de energia, configurando o Notecard para despertar quando detecta movimento.
A Blues Wireless é uma startup sediada em Boston que levou três anos para ser construída antes de seu lançamento em janeiro passado. A empresa foi fundada pelo executivo de software Ray Ozzie, que anteriormente estava por trás da plataforma de mensagens do grupo Lotus Nodes na década de 1980. Ozzie lançou e vendeu duas startups para a Microsoft: Groove Networks em 2005 e Talko em 2015. Ele também atuou como arquiteto de software chefe da Microsoft e lançou sua plataforma de computação em nuvem Azure.
O interesse de Ozzie pela IoT data de mais de uma década. Ele trouxe uma inovação tecnológica para o Japão após o terremoto de 2011 e o subsequente acidente nuclear em Fukushima Daiichi. Enquanto estava no Japão, ele montou um sistema IoT baseado em celular para capturar dados de radiação usando sensores IoT sem fio baseados em nuvem, em uma tentativa de fornecer monitoramento em tempo real das condições ao redor da planta danificada, de acordo com Mobeen Khan, Blues Wireless ‘ diretor de operações. Ao planejar o lançamento do Blues Wireless, Ozzie se encontrou com Khan (então estrategista da AT&T para gerenciamento de produtos IoT) para discutir como organizar uma empresa dedicada a sistemas IoT de baixo custo e fáceis de implantar.
Quando a dupla considerou a solução da Notecard, Khan lembra: “A ideia era tornar 10 vezes mais barato e 10 vezes menos complexo [para desenvolvedores] incorporar conectividade sem fio aos produtos”. Uma conexão IoT padrão a um sistema não conectado requer a compra de uma variedade de componentes, ele explica, incluindo um modem e um cartão SIM, e então encontrar uma rede de uma operadora de celular – ou várias operadoras se os usuários pretendem empregar o sistema globalmente. “Portanto, nosso objetivo era reduzir isso a duas linhas de código”, afirma ele, “e deixar o desenvolvedor pronto e funcionando, enviando os dados de uma cafeteira [por exemplo] para a nuvem em menos de uma hora.”
Para cumprir esse objetivo, os engenheiros da STMicroelectronics reuniram-se com Ozzi para planejar o desenvolvimento do hardware. “Ray Ozzie teve contato com gerentes e líderes da divisão de ST por anos, então tem sido um ambiente muito colaborativo desde o primeiro dia”, disse John Perry, engenheiro de vendas da Synergy, representante de manufatura da ST. Perry relembra as primeiras discussões com Ozzie, que eram centradas em esforços filantrópicos e no desenvolvimento de uma solução – apelidada de SafeCast – que poderia medir os níveis de radioatividade. Depois de considerar várias opções de tecnologia, Blues Wireless escolheu criar um sistema independente de redes wi-fi. “O Wi-Fi é um ambiente barulhento e movimentado”, diz Perry, “então ele queria aproveitar principalmente o celular, porque ele evoluiu para permitir uma opção de baixo consumo de energia e baixa largura de banda.”
STMicroelectronics fornece um portfólio de eletrônicos e semicondutores. “Nossa família de microcontroladores é ampla e ampla”, diz Robert Doyle, gerente da empresa para o Nordeste dos Estados Unidos, “e nosso objetivo era discar no dispositivo de menor potência que também fosse rico em recursos, alto desempenho e baixo custo . ” A solução Notecard é um módulo de sistema de 500 MB usando o elemento seguro STM32L4R5 de ultra-baixa potência e STSafe para fornecer autenticação e segurança, a fim de proteger contra clonagem, falsificação, injeção de malware e produção não autorizada. O LIS2DTW12 é um sensor de temperatura e movimento de saída digital MEMS, diz Doyle, que é “ideal para aqueles que requerem a funcionalidade de detecção integrada.” O Notecard também usa vários dispositivos de proteção ST para proteção eletrostática.
A rede da AT&T oferece conectividade celular que opera em 120 ou mais países. A Blues Wireless está oferecendo a placa com uma interface de programação de aplicativos no formato de arquivo de código aberto (JSON). Vários desenvolvedores já implantaram sistemas desde que o Notecard foi lançado no início deste ano. Por exemplo, uma empresa desenvolveu um dispositivo de monitoramento da qualidade do ar aproveitando o sensor Notecard com sensores adicionais embutidos para medir os níveis de poluentes no ar. À medida que captura as mudanças na qualidade do ar, o dispositivo pode encaminhar os dados coletados por meio da conectividade celular para um servidor baseado em nuvem, onde as informações podem ser visualizadas por cidades ou outros governos locais, ou por membros do público.
Blues Wireless está atualmente em conversações com vários governos municipais e estaduais que buscam usar o dispositivo em torno de escolas e playgrounds para permitir que as pessoas vejam os níveis de qualidade do ar, enquanto outro cliente está implantando o sistema com um sensor de radiação para detectar as condições ao redor das usinas nucleares. O Notecard também está sendo implantado para aplicativos de detecção de incêndio precoce. Os dispositivos podem ser montados em áreas vulneráveis a incêndios florestais, como locais florestados perto de estradas, e podem capturar aumentos de temperatura ou detectar fumaça. Em seguida, ele enviará esses dados para a nuvem para ajudar os usuários a identificar um incêndio antes que ele cresça fora de controle.
No setor de saúde, algumas empresas estão desenvolvendo a tecnologia Notecard em dispositivos para monitorar pacientes com câncer para medir a força muscular durante o exercício, permitindo-lhes obter informações sobre a progressão da recuperação. A solução também faz parte de um sistema de monitoramento de diabetes, com sensores que transmitem dados via Bluetooth para o dispositivo Notecard, que então atua como um gateway, encaminhando os dados para a nuvem. E no mercado agrícola, os desenvolvedores estão usando uma configuração Bluetooth que conecta sensores de solo, que medem a umidade ao redor das raízes de uma planta, ao gateway Notecard.
O dispositivo Notecard custa aproximadamente US $ 49 a US $ 59. O Blues Wireless também fabrica placas portadoras com interfaces, como portas USB, para permitir a conexão de outros sensores. “Apenas para facilitar as coisas”, diz Khan, “oferecemos essas placas de desenvolvedor.” A longo prazo, a empresa espera que, à medida que os produtos são fabricados em grandes volumes, os desenvolvedores criem suas próprias placas. A solução é oferecida com as opções de LTE-Cat M1 e NB-IoT. Este último usa uma largura de banda muito estreita (200 kHz), ao contrário do Cat-M1, que usa 1,4 MHz. A taxa de dados máxima para NB-IoT é, portanto, cerca de 250 kilobytes por segundo, enquanto Cat-M1 pode atingir até 1 megabyte por segundo. Como resultado, diz ele, Cat-M1 pode suportar transferência de dados mais rápida.
Aqueles que usam o sistema Notecard até agora, relata Khan, incluíram desenvolvedores, fabricantes de produtos e engenheiros que incorporam a funcionalidade de comunicação em vários produtos do dia-a-dia. A colaboração com a STMicroelectronics, explica ele, significa que a empresa atingiu os objetivos de baixo consumo de energia que buscava. “Este dispositivo tem uma potência incrivelmente baixa, com uma corrente quiescente baixa sem precedentes”, afirma. “Está sorvendo corrente, o que é um grande diferencial.”
Para a STMicroelectronics, diz Doyle, a colaboração também foi benéfica. Os desenvolvedores que compram o sistema Notecard têm procurado a empresa em busca dos sensores externos e MCUs necessários específicos para os aplicativos que estão construindo.