Comissionamento sem fio em edifícios inteligentes

O sem fio está substituindo as etapas de comissionamento manuais e sujeitas a erros em redes com fio comuns em redes inteligentes edifícios com uma varredura simples do nó final.
Os edifícios estão tendo um aumento na adoção sem fio. A tecnologia sem fio está agregando um valor massivo à construção de moradores, ao mesmo tempo que gera receita para instaladores e OEMs. Em vez de vender apenas uma vez, os fabricantes e distribuidores no mercado de construção estão procurando maneiras de expandir sua receita com a venda de dados e serviços de segurança a seus usuários, mesmo após a transação original. Essa mudança em direção ao wireless está afastando a indústria do processo de instalação convencional.

Tradicionalmente, as instalações eram o único ponto de contato entre um vendedor e um comprador no espaço de construção. Hoje, os distribuidores estão ajudando os usuários a manter e atualizar seus edifícios continuamente. Isso significa que os distribuidores se concentram menos na instalação e mais na manutenção e atualização, obrigando os distribuidores e operadores a procurar maneiras de otimizar instalações caras e demoradas.

Figura 1:A conectividade sem fio está gerando lucratividade para todo o ciclo de vida do dispositivo em edifícios inteligentes. Fonte:Silicon Labs

No mundo de hoje, as instalações prediais requerem enormes recursos técnicos e financeiros. Considere o comissionamento de uma rede com fio de sensores e controladores:todo o controle de acesso, HVAC, sensores de gerenciamento de energia e controladores são conectados a hubs de rede de campo. A fiação de todos esses sensores exige muito planejamento e esforço do ponto de vista estrutural. Os fios também colocam um limite em quantos nós a rede teria. Um instalador pode ser capaz de acomodar milhares de nós no plano inicial, mas e quanto aos ambientes de detecção densos, onde as quantidades podem crescer exponencialmente para milhões? As coisas podem ficar feias.

Figura 2:As configurações com fio em edifícios inteligentes oferecem escalabilidade limitada. Fonte:Silicon Labs

As coisas começam a ficar complicadas com o comissionamento de todos esses sensores e controladores, pois um técnico altamente qualificado e, portanto, caro precisaria percorrer o prédio para encontrar cada hub de rede e comissionar os nós finais conectados a ele. Podemos estar falando sobre mais de 50 nós conectados a cada hub. Com tudo conectado, o técnico gasta muito tempo e esforço tentando descobrir qual dispositivo está conectado a qual porta no hub de rede. Além disso, o técnico deve comissionar um dispositivo por vez.

A calibração manual e a configuração de redes desse tamanho são vulneráveis ​​a erros. De acordo com um instalador, mais de 80% do tempo de instalação é gasto corrigindo erros que poderiam ter sido evitados se o processo de instalação fosse simplificado ou automatizado.

Ambientes dinâmicos exigem adoção sem fio

Anos após a instalação, quando é hora de uma atualização ou retrofit, os instaladores e operadores lutam com fios antigos que precisam ser trocados ou reestruturados para remodelar o espaço do edifício. Portanto, as redes com fio podem não ser uma boa opção para os ambientes dinâmicos de hoje. Considere os escritórios corporativos, onde as redes com fio são mais difíceis de lidar com o aumento da demanda por trabalho remoto e espaços flexíveis de escritório. Edifícios habilitados para wireless são muito mais bem equipados para responder dinamicamente à pandemia global, já que os edifícios são chamados para purificação de ar e banheiros sem toque.

Figura 3:Edifícios inteligentes habilitados para wireless estão mais bem preparados para adotar novas tecnologias inovadoras. Fonte:Silicon Labs

Os primeiros a adotar a tecnologia sem fio em edifícios estão procurando uma maneira de agilizar e simplificar o trabalho pesado da instalação inicial. Isso levou alguns ao modelo híbrido com / sem fio. Ao implantar Bluetooth ou NFC nos nós finais, os instaladores permitem que seus técnicos comissionem sem fio seus dispositivos com fio. Isso reduz significativamente o tempo de instalação, pois elimina todo o trabalho de descobrir qual dispositivo está conectado a qual porta. Se a tecnologia sem fio em uso for NFC, o instalador identifica o dispositivo final primeiro à vista e, em seguida, passa o dedo sobre ele com o leitor. Isso cuida da parte de provisionamento. O técnico ainda gasta tempo e esforço configurando o dispositivo.

Por outro lado, se a tecnologia em uso for Bluetooth, o técnico pode provisionar e comissionar os dispositivos remotamente. Isso tem muitas vantagens, especialmente em edifícios, onde a maioria dos dispositivos é difícil de alcançar. O técnico anda pelo prédio, procurando dispositivos que estão dentro do teto ou atrás de paredes de concreto, enquanto economiza tempo e aumenta a escalabilidade. O técnico pode comissionar muitos dispositivos ao mesmo tempo, aumentando drasticamente a produtividade e abrindo a porta para instalações mais rápidas.

Com a conectividade ponto a ponto entre os nós finais e o smartphone, os fabricantes também estão adicionando links de diagnóstico. O diagnóstico sem fio é crucial para aumentar a eficiência em diferentes pontos do ciclo de vida do produto. Com um link de diagnóstico sem fio, os técnicos podem verificar a integridade de todos os dispositivos de uma vez, sem precisar se aproximar deles, economizando tempo, dinheiro e produtividade.

Figura 4:Os primeiros usuários de tecnologias sem fio estão aproveitando as vantagens da arquitetura híbrida com / sem fio para reduzir os custos de instalação. Fonte:Silicon Labs

À medida que vemos a tecnologia sem fio atingir sua maturidade em ambientes de construção, começamos a ver o surgimento de edifícios inteligentes totalmente sem fio. Embora possa parecer difícil de fazer, na verdade estamos testemunhando alguns dos grandes participantes do HVAC e do sistema de gerenciamento de edifícios (BMS) adotando arquiteturas totalmente sem fio. Eles já estão aproveitando os benefícios.

A conexão sem fio torna o planejamento e a implantação física muito mais fáceis. Idealmente, os provedores de BMS podem construir um processo simplificado e automatizado para comissionar toda a rede com toque zero. Não é apenas mais rápido e eficiente, mas também menos sujeito a erros do que o manuseio centrado no ser humano e fornece dados de alta qualidade. Tudo é registrado em um servidor onde os erros podem ser rastreados e corrigidos perfeitamente. Posteriormente, após o término da instalação inicial, os provedores podem oferecer serviços de monitoramento e controle aos usuários sem fio.

Segurança em redes sem fio

A segurança é um grande tema quando se trata de wireless em edifícios inteligentes. Muitos de nós confiamos que ninguém vai espionar nosso feixe de fios, mas quando se trata de conectividade sem fio, ouvimos histórias aterrorizantes sobre ataques man-in-the-middle e side channel que comprometeram redes inteiras de câmeras de segurança. Embora tais preocupações sejam válidas e devamos estar atentos a elas, é importante reconhecer que há uma infinidade de maneiras de proteger as redes sem fio contra ataques. A segurança de raiz de confiança oferece uma abordagem de baixo para cima para autenticação que torna realmente difícil e cara para os invasores penetrarem na rede.

Um dos benefícios da adoção sem fio é permitir o provisionamento remoto. Poder configurar a partir de um dispositivo inteligente sem estar vinculado a ele também é uma grande vantagem, o que se mostra extremamente relevante ao tentar se conectar ao nó desejado em uma rede densa. Além disso, o wireless desbloqueia a capacidade de depurar e escanear sensores ou controladores remotamente e com facilidade.

O futuro está claramente relacionado à substituição de etapas de comissionamento manuais e sujeitas a erros por uma simples verificação do nó final, economizando um tempo valioso para os instaladores. O elemento crítico aqui não é resolver isso para um dispositivo, mas para milhares e possivelmente milhões de dispositivos.

—Asem Elshimi é gerente de marketing de produto da Silicon Labs.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EDN.