Protocolos de comunicação (sem fio) em IOT
Se você é novo na Internet das coisas, eu sugiro fortemente que você passe pela Introdução à Internet das Coisas para acertar o básico.Também,você pode conferir outros blogs no Tech-a-techblog .
Então,discutimos no blog Componentes do IOT,que o IOT consiste em Coisas,Sensores e Atuadores,Pessoas,Protocolos de Comunicação,Nuvem e Analítica. Então,neste post do blog vamos discutir sobre os diferentes protocolos de Comunicação usados no IOT.
Existem dois tipos de Protocolos de Comunicação:
- Comunicação sem fio
- Comunicação com fio
Hoje,vamos discutir sobre comunicação sem fio.
Há um total de 9 protocolos wireless, que estão listados abaixo:
- Wi-Fi
- Wi-Fi directo
- Zigbee
- Z wave
- Bluetooth
- RF
- 6LowPAN
- GPRS/3G/LTE
- NFC
Discutiremos um a um começando por eles,
Todos nós sabemos sobre Wifi na verdade,muitos de vocês podem estar usando-o agora para ler este blog.Ele permite o acesso à internet enquanto em movimento. Computadores habilitados para Wi-Fi enviam e recebem dados dentro e fora de casa.É tão rápido quanto a conexão por modem a cabo. Refere-se ao padrão de comunicação IEEE 802.11. Ele normalmente estabelece uma rede local (LAN).
LAN sem fio:
- Ele usa ondas de rádio de alta freqüência ao invés de fios para se comunicar e transmitir dados.
- Um Ponto de Acesso conecta redes com e sem fio e permite o envio e a recepção de dados entre clientes sem fio e a rede com fio.
- O SSID sem fio, também conhecido como ‘Nome da Rede’, é o Conjunto de Serviços de Identificação que controla o acesso a uma determinada rede sem fio.
WIFI no modelo OSI:
Como podemos ver na imagem acima, Wifi pertence tanto à Camada1(Física) como à Camada2(Ligação de Dados).
Vantagens e Desvantagens do Wifi:
Vantagens:
- Dispositivos de rede livres de cabos
- Desenvolvimento de cones para sistemas embarcados
- Produtos confiáveis
- Segurança
- Alta velocidade
Desvantagens:
- 802.11b/g usam o espectro de 2,4 GHz, que está lotado com outros dispositivos (Bluetooth… )
- 802.11n duplica o espectro de rádio/largura de banda (40 MHz)
- Consumo de energia
- Gama de rede limitada
- Risco de segurança (configuração)
Aplicações de Wifi:
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- Acesso à Internet
- Locais de acesso à Internet
- Locais de acesso à Internet
- Localidade Wi-Fi
- Comunicações directas de computador para computador
- Rede ad hoc sem fios
2)Wifi Direct :
Wi-Fi Direct, inicialmente chamado Wi-Fi P2P, é um padrão Wi-Fi que permite que os dispositivos se conectem facilmente entre si sem a necessidade de um ponto de acesso sem fio.É útil para tudo, desde a navegação na Internet até à transferência de ficheiros. Comunique-se com um ou mais dispositivos em simultâneo.Permite conectar dispositivos mesmo que sejam de diferentes fabricantes, estabelecendo uma conexão entre pares.
Utiliza uma série de padrões para cumprir com suas funções:
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- Tecnologia Wifi
- Descoberta de Dispositivo e Serviço Wifi Direct
- Configuração Protegida Wifi
- WPA2
Vantagens e Desvantagens do Wifi Direct:
Vantagens:
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- Wifi Portable Wi-Fi® que vai consigo para qualquer lado.
- Utilizar Wi-Fi Directo sem ligação à Internet.
- As ligações Wi-Fi Directo acontecem em qualquer lugar, a qualquer hora.
- Conexões seguras simples.
Desvantagens:
- É novo no android.
- É necessário estabelecer a conexão com os outros dispositivos e assim que você sair do grupo, você não estará mais conectado.
- Não suporta os iPhones.
Aplicações do Wifi Direct :
- Controladores de Jogo
- Dispositivos de Controlo Remoto
- Aplicação de Utilidade
- Aplicação de Controlo em Casa
3)Zigbee :
ZigBee é uma nova tecnologia sem fios.É baseada no padrão IEEE 802.15.4.Criado pela ZigBee Alliance; Philips, Motorola, Intel, HP são todos membros da aliança. É basicamente projetado para baixo consumo de energia permitindo que as baterias durem essencialmente para sempre. ZigBee torna possível casas completamente em rede onde todos os dispositivos são capazes de se comunicar e ser controlados por uma única unidade.Fornece segurança de rede e serviços de suporte de aplicações que operam no topo do IEEE.
Vantagens e Desvantagens do Zigbee :
Vantagens:
- Nós sem fios que são capazes de durar vários anos de vida da bateria.
- Comunicação directa
- É menos complexo que o Bluetooth. – Baixo consumo de energia
- Sem fios
- Mesh-networking
Desvantagens:
- Trabalho em pequenas distâncias com baixa velocidade
- Costly
Aplicações do Zigbee :
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- Rastreamento de produtos de mapas de estradas
- Eletrônica de consumo
- Pessoal e saúde
- Controle comercial e residencial
- Mercados industriais e governamentais em todo o mundo
- Rede de redes domésticas
- Controle e gerenciamento industrial
4)Onda Z :
Z-Wave é um protocolo de comunicação sem fios utilizado principalmente para a automação doméstica. É uma rede mesh que utiliza ondas de rádio de baixa energia para comunicar. Funciona em banda de frequência sub GHz – 900 Mhz, 100kbps.Z-wave Alliance – Consórcio de mais de 250 fabricantes. Opera em arquitetura de rede mesh com um controlador primário e vários controladores secundários.
Padrão Z-Wave :
- Z-Wave é um padrão wireless proprietário.
- O padrão não é aberto como muitos padrões wireless, mas está disponível para clientes Zensys/Sigma Design.
- A União Internacional de Telecomunicações (UIT) incluiu a Z-Wave.
Vantagens da Onda Z:
- Comunicação fiável e segura
Aplicações da Onda Z :
- Segurança doméstica
- Energy Saving
- Produto e aplicação de Smart baseado em IoT
5)Bluetooth :
Padrão aberto para desenvolvimento de rede de área pessoal (PAN).Suas características incluem baixo custo, baixa potência e curto alcance, normalmente cerca de 10 metros. Pode trocar informações com outros dispositivos Bluetooth através de um rádio. É usado para criar uma pequena rede de dispositivos que estão próximos uns dos outros.
Vantagens e Desvantagens do Bluetooth :
Vantagens:
- É barato
- Fácil de instalar
- É sem fio
- É livre para usar se o dispositivo for instalado com ele.
- Fácil de conectar a diferentes dispositivos
Desvantagens:
- Pode ser invadido
- Se instalado num telemóvel é propenso a receber vírus de telemóvel
- Permite apenas a comunicação de curto alcance entre dispositivos
- Pode apenas ligar dois dispositivos ao mesmo tempo
- Pode perder a ligação em certas condições
Aplicações de Bluetooth:
- Rede sem fios entre portáteis e computadores de secretária, ou computadores de secretária que estão num espaço confinado e que necessitam de pouca largura de banda.
- Transferência de arquivos, imagens e MP3, entre telefones celulares.
- Auscultadores com tecnologia Bluetooth para telefones inteligentes e celulares.
- Equipamento de registro de dados que transmite dados para um computador via tecnologia Bluetooth.
Below é uma comparação de Wifi,Z-wave,Zigbee e Bluetooth em termos diferentes.
6)RF(Radio Frequency) :
Circuitos integrados desenhados para transmitir e/ou receber sinais de rádio. Eles têm um transmissor e/ou receptor de rádio. As antenas são usadas para transmitir e receber dados, utilizando um protocolo específico ou serial sem fio, os sinais contendo dados ou informações são modulados.
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Aplicação do módulo RF:
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- Monitorização de veículos
- Controlo remoto
- Telemetria
- Rede sem fios de alcance real
- Leitura de tags de rádio.
- Cartões inteligentes sem contato RF
7)6LOWPAN :
6LoWPAN é um acrônimo para IPv6 sobre Redes de Área Pessoal sem fio de baixa potência… 6LoWPAN, portanto, permite que os menores dispositivos com capacidade limitada de processamento transmitam informações sem fio usando um protocolo de Internet.
Aplicações do 6LoWPAN :
- Monitorização da saúde dos equipamentos
- Monitorização do ambiente
- Segurança
- Automatização doméstica
- Automatização da construção
8)3G/4G(LTE) :
3G Tecnologia:
- 3G tecnologia refere-se à terceira geração que foi introduzida no ano 2000s.A velocidade de transmissão de dados aumentou de 144kbps – 2Mbps. Tipicamente chamados Smart Phones e recursos aumentaram sua largura de banda e taxas de transferência de dados para acomodar aplicações baseadas na web e arquivos de áudio e vídeo.
Vantagens do 3G:
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- Propor uma comunicação mais rápida
- Enviar/Receber grandes mensagens de e-mail
- Web de alta velocidade / Mais segurança
- Conferência de vídeo / Jogos 3D
- Tv Streaming/ TV móvel/ Chamadas telefónicas
- Capacidades grandes e capacidades de banda larga
Desvantagens do 3G:
- Custos para serviços de licenças 3G
- Desafio para construir a infra-estrutura para 3G
- Requisito de largura de banda alta.
- Expensive 3G Phones.
4G Technology:
- 4G technology refer to or short name of fourth Generation which was started from late 2000s.It is capable of providing 100Mbps – 1Gbps speed.Um dos termos básicos usados para descrever 4G é MAGIC. MAGIC significa Mobile Multimedia,Anytime Anywhere,Global Mobility Support,Integrated Wireless Solution,Customized Personal Services. Também conhecido como Mobile Broadband Everywhere.
Advantages of 4G are same as of 3G.
Desvantagens de 4G:
- Bateria usa mais
- Dificuldade de implementação
- Hardware complicado de alimentação
- Equipamento dispendioso necessário para implementar a próxima geração de rede.
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Below Image traz a comparação entre 3G e 4G.
9)NFC :
NFC,é a sigla para Near Field Communication. É uma tecnologia de comunicação sem fio de alta freqüência de curto alcance que permite a troca de dados entre dispositivos.Ela permite que dois dispositivos eletrônicos, um dos quais normalmente é um dispositivo portátil como um smartphone, estabeleçam comunicação trazendo-os dentro de 4 cm (1,6 in) um do outro.
Vantagens e Desvantagens do NFC :
Vantagens:
- Pesquisa e Disponibilidade Geral.
- Pode ser usado em várias situações.
- Muito fácil de usar.
- Serviços de valor acrescentado.
- Compatível com a infra-estrutura RFID existente.
Desvantagens:
- Só funciona em pequenos intervalos
- Baixa taxa de transferência de dados
- Pode ser dispendioso para as empresas comerciais adotarem inicialmente a tecnologia
Aplicações do NFC:
- O seu telefone é o seu cartão de viagem.
- Partilhar dados e ficheiros entre dispositivos.
- Receba informações tocando em cartazes inteligentes.
- O teu telefone é o teu cartão de crédito/débito.
Existem alguns outros protocolos de comunicação, mas são os que são amplamente aceitos e utilizados.