Low Power Wide Area Network ou, simplesmente, LPWAN. Você pode, ainda não conhecer esse termo, mas anote: ele irá entrar em nosso dia a dia mais rápido do que você imagina. E, no Brasil, duas são as tecnologias que no momento se destacam nesse padrão: SigFox e LoRaWANTM.
Ambas caracterizam-se pelo longo alcance da transmissão e o baixo consumo de energia dos sensores/atuadores (end-nodes) em dispositivos dotados de tecnologia da Internet das Coisas (ou IoT). Recomendadas para aplicações em que a quantidade de informação transmitida é restrita a algumas dezenas de bytes e as transmissões ocorrem em intervalos de minutos, essas tecnologias prometem revolucionar o universo da IoT.
A estrutura da LPWAN tem, em uma das extremidades, os sensores/atuadores (embora os end-nodes possam receber comandos, sua configuração mais usual de aplicação é como sensor); os end-nodes comunicam-se com o Gateway (transceiver – “antena”) que tem capacidade de cobrir uma área bastante ampla (alguns quilômetros de raio); o Gateway (pode ser um conjunto de Gateways se o objetivo for cobrir uma área ainda maior) comunica-se com um Network Server (responsável pela gestão do sistema); finalmente o NetWork Server encaminha os dados para a outra extremidade do processo, os Application Servers, onde estão efetivamente as aplicações.
Por trabalharem com frequência sub-GHz, os end-nodes possuem excelente desempenho em locais onde comumente os sinais de celular e Wi-Fi encontram dificuldade para chegar, por exemplo: garagens de subsolo e elevadores.
Graças ao baixo consumo de energia, os end-nodes podem ser alimentados por baterias e é comum obter-se autonomia de alguns anos, característica que permite uma instalação e manutenção muito fáceis.
Outra característica importante está no custo de air time. No caso da SigFox, a estrutura de Gateways e NetWork Server é oferecida no Brasil pela WND (https://www.wndgroup.io/brasil/); no LoRaWAN tem-se a filosofia de multimarcas, havendo diversos fornecedores de Gateways e NetWork Servers (no limite; por se tratar de um protocolo aberto, é possível desenvolver seu próprio Gateway e NetWork Server), e alguns players estão se movimentando para oferecer o serviço aos interessados. Qualquer que seja o caso, se o air time for adquirido de um dos players, o custo (que pode variar muito em função do número de end-nodes negociados) deve ficar abaixo de algumas unidades de dólar/ano por end-node, com expectativa de baixar para dezenas de centavos de dólar/ano por end-node.
Deve ficar claro para o leitor que as LPWAN não competem diretamente com tecnologias já existentes como o 4G, Wi-Fi, Bluetooth, etc., pois a banda de transmissão é inferior. SigFox e LoRaWAN não foram desenvolvidas para atuarem com áudio ou vídeo! Também não são adequadas para aplicações em que a amostragem da
informação exige transmissões na casa de segundos ou menos. No caso de comandos, também é comum haver limitações oriundas da latência do sistema.
Mas o universo de aplicações que se abre é gigantesco. Tomemos o agronegócio, como exemplo, em que end-nodes alimentados com bateria, com grande autonomia, e capazes de serem distribuídos em vastas áreas (inclusive enterrados), podem tornar possível técnica e economicamente uma série de monitoramentos que até o momento não estavam disponíveis.
Na área fabril, devido à robustez da modulação utilizada, é possível coletar dados em ambientes eletromagneticamente agressivos sem necessidade de montagem de uma infraestrutura de alimentação e comunicação (visto que um único Gateway é capaz de cobrir todo o site da maior parte das empresas existentes).
Na semana passada, tive a oportunidade de apresentar o conceito de LPWAN no Congresso da ABRAFAC (Associação Brasileira de Facilities) para um seleto público de gestores das mais diversas facilities do mercado brasileiro e internacional. A receptividade ultrapassou muito as expectativas. Hotéis, shoppings, hospitais, escolas, condomínios, todos trazem inúmeras oportunidades de aplicações: consumo de água e energia elétrica, ar-condicionado, bombas, luzes, movimento de pessoas, controle de pragas, botões de emergência, umidade e temperatura, segurança, reservatórios, estoque, ativos, janelas, luzes de emergência, refrigeradores, transformadores, e muitas outras.
Caso o leitor tenha interesse de se aprofundar no tema, recomendo que acesse a plataforma desenvolvida pelo Instituto Mauá de Tecnologia (IMT) para aplicações em IoT – LPWAN, denominada Smart Campus. A plataforma é aberta (https://smartcampus.maua.br) e traz uma série de trabalhos desenvolvidos no IMT com o intuito de democratizar o uso da IoT para as mais diversas áreas do conhecimento. Devemos sempre lembrar que a IoT é meio, e não fim, para a transformação digital que vem revolucionando o modo como interagimos com o mundo.
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