Claire Swedberg
A conectividade universal e global para sensores e tags tem sido um desafio contínuo para as tecnologias padrão da Internet das Coisas (IoT). Soluções que funcionam bem em uma parte do mundo muitas vezes são inúteis em outra. Isso significa que, embora as tecnologias de IoT estejam cada vez mais trazendo visibilidade para coisas e condições de todo o mundo, a disponibilidade e as restrições de largura de banda nacional e local estão limitando algumas implantações.
Os fabricantes de dispositivos sensores estão tentando resolver esse problema com o produto IC lançado recentemente pela Semtech, conhecido como LoRa Edge LR1120, que fornece conectividade multibanda em dispositivos que o incorporam. O objetivo, segundo a empresa, é gerenciar a movimentação, localização ou condição de bens e ativos em todo o mundo, inclusive no mar ou em diferentes continentes. A tecnologia pode ser implantada nos próximos meses ou anos para embarques internacionais, bem como em locais remotos, como minas, instalações de petróleo e gás ou fazendas.
O LoRa Edge LR1120 vem com um rádio LoRa de longo alcance que pode se comunicar nas bandas sub-GHz e 2,4 GHz, bem como na banda S para conectividade via satélite. Ele possui um scanner de endereço MAC Wi-Fi e acesso nativo à nuvem, multiconstelação e sistema de satélite de navegação global (GNSS), todos os quais aproveitam a plataforma de serviços LoRa Cloud da Semtech. Esta é a oferta mais recente da família de produtos LoRa Edge da empresa e expande os recursos do LoRa Edge LR1110, lançado em 2021. Este último oferece funcionalidade em bandas LoRa e apresenta baixo consumo de bateria.
O LoRa Edge LR1120 inclui transmissão de 2,4 GHz para conectividade em qualquer lugar do mundo, diz a empresa, sem que os usuários precisem mudar de rede e banda. Ele funciona com satélites de órbita baixa da Terra (banda S) para que os dados possam ser coletados no mar ou em locais remotos onde nenhuma infraestrutura LoRa ou 2,4 GHz está disponível. De acordo com a Semtech, este último dispositivo trata da movimentação internacional de mercadorias e acesso em locais muito remotos. Para os usuários, a solução visa eliminar a necessidade de reconfigurar um dispositivo toda vez que eles entram em uma nova área, sem exigir que eles paguem redes locais e permitindo que eles acessem dados de localização remota.
Conectividade global com 2,4 GHz e satélite
O LoRa Edge LR1120 mantém muitos dos principais recursos de seu antecessor, relata a Semtech, incluindo a mesma duração da bateria. A empresa fabrica semicondutores e algoritmos para infraestrutura, bem como equipamentos industriais e de consumo sofisticados para sinais analógicos e mistos de alto desempenho, de acordo com Marc Pégulu, vice-presidente e gerente geral do grupo de produtos sem fio e de detecção da Semtech.
Após o lançamento do LoRa Edge LR1110, os provedores de soluções e fabricantes de dispositivos começaram a desenvolver tecnologia usando o IC para fornecer dados de localização com baixo consumo de energia com gerenciamento de dados na borda. Agora, diz Pégulu, o LoRa Edge LR1120 foi projetado para estender a plataforma de borda inferior para uso global. A adição de 2,4 GHz e satélite de banda S oferece não apenas flexibilidade, ele observa, mas também economia de custos, já que os usuários podem ignorar as redes locais para acessar os dados.
Enquanto a banda S abrange a banda de 2,4 GHz, há uma parte licenciada dentro da banda S, entre 1,9 e 2,2 GHz. Algumas empresas globais do setor adquiriram parte do espectro em que o LoRa Edge LR1120 acomoda, para que os dispositivos possam transmitir via órbita terrestre baixa ou satélites de órbita média, se necessário.
Mantendo o uso de bateria fraca com computação em nuvem
O baixo consumo de bateria é ativado pelo mecanismo de computação residente na nuvem inferior baseada em borda da Semtech. O consumo de energia é reduzido com base no processamento de dados, por uma ordem de grandeza no dispositivo. Assim, explica a empresa, o sensor tem potência 10 vezes menor do que produtos similares.
Os desafios para as empresas que rastreiam itens por meio de sensores IoT são duplos, explica Pégulu: falta de flexibilidade e falta de alcance. Diferentes requisitos de frequência afetam globalmente a flexibilidade. Na América do Norte, LoRa opera na banda de 915 MHz, enquanto na Europa usa 868 MHz. A China utiliza 870 MHz, enquanto a Austrália e a Nova Zelândia operam a 915 MHz. Um dispositivo que funciona na União Europeia ou nos Estados Unidos, portanto, não seria capaz de transmitir na mesma frequência no Japão.
Dessa forma, quando empresas que dependem de dados de IoT entram em um novo país, elas normalmente devem usar um dispositivo com aprovação regulatória para essa frequência específica. Por outro lado, 2,4 GHz é a frequência para Wi-Fi, assim comopara Bluetooth Low Energy (BLE), e um dispositivo não precisaria ser reprogramado com base nessa banda global. Além disso, a disponibilidade de satélite permite que os sensores transmitam em áreas remotas.
Novos Dispositivos e Soluções para Geolocalização
Se uma empresa estivesse transportando mercadorias da China para a Europa e depois para a Costa Oeste dos Estados Unidos, por exemplo – sobre o Oceano Pacífico e em um contêiner de transporte – a conectividade teria espaços vazios. Os usuários podem identificar quando um contêiner deixou um porto na China e, em seguida, quando chegou a Long Beach, mas eles podem necessariamente monitorar sua atividade no meio.
Os fabricantes de dispositivos poderiam aumentar o custo de um dispositivo se ele tivesse vários parâmetros regionais programados, mas ainda precisariam obter certificações regulatórias para cada região e reprogramar o dispositivo quando ele entrasse nessa nova jurisdição. O dispositivo LoRa Edge LR1120, no entanto, pode alternar automaticamente para a banda apropriada – ou para 2,4 GHz ou comunicações por satélite, ambas operando em todo o mundo.
Ao empregar uma frequência diferente de LoRa, os usuários podem transmitir a uma taxa de dados mais alta quando necessário. Os dispositivos construídos com o LoRa Edge LR1120 não se destinam apenas a remessas internacionais, observa a empresa. Alguns serão usados para monitoramento remoto de condições em locais de difícil acesso, como desertos, plataformas de petróleo offshore ou locais agrícolas. Por exemplo, o sistema pode aproveitar os satélites uma ou duas vezes por dia, sempre que estiverem disponíveis, para capturar atualizações sobre as condições em uma mina ou local de perfuração.
Desenvolvimento em andamento
As empresas que colaboram com a Semtech têm clientes que usam o produto antecessor LoRa Edge LR1110 para casos de uso como rastreamento de gado, para que possam entender onde os animais de pasto estão localizados em seu pasto. O produto mais recente facilitará o acesso aos dados por meio de uma escolha de satélite ou outras frequências. Outro caso de uso é o rastreamento de bicicletas em áreas urbanas. Os rastreadores conectados às bicicletas podem usar o LoRa Edge LR1120 para rastrear uma bicicleta relatada como perdida ou roubada, eliminando bolsões de cobertura perdida.
Atualmente, várias empresas estão fabricando dispositivos com o produto LoRa Edge LR1120 em mente, diz Pégulu. “Temos clientes desenvolvendo ativamente para este novo produto”, afirma ele, incluindo a empresa de satélites Lacuna. “Eles podem simplesmente se virar e oferecer isso como um serviço para empresas de logística ou despachantes de carga, ou mesmo marcas”. Agora será possível que os dados sejam capturados internacionalmente de maneiras que não eram possíveis antes, acrescenta Pégulu.
O objetivo da Semtech é colaborar com empresas de satélite e provedores de soluções e fornecer um produto atualizado para seus clientes existentes. No último caso, Pégulu diz: “Eles podem atualizar os rastreadores existentes para adquirir novos recursos ou lançar novos produtos que podem resolver o problema atual de logística da cadeia de suprimentos internacional”. As atualizações em dispositivos existentes serão diretas, indica a empresa, com um “chipset compatível pino a pino”, o que significa que o novo IC pode ser simplesmente colocado em um dispositivo e trocado pela versão anterior.