Explorando os cinco principais desafios da IoT por meio dos 5 Cs - Parte 1

Sook Hua Wong da Keysight Technologies, Inc
A implantação da IoT está acontecendo rapidamente. De acordo com o IoT Analytics , o número de dispositivos conectados em 2019 deve superar as previsões iniciais em 14%, para chegar a 9,5 bilhões. Os três principais impulsionadores são o crescimento explosivo de dispositivos de consumo, muito mais forte do que o esperado de conexões IoT / M2M de celular e forte crescimento da conectividade de dispositivos na China devido a iniciativas governamentais, disse Sook Hua Wong da Keysight Technologies, Inc.

Espera-se que essa taxa de crescimento exponencial continue nos próximos anos para chegar a 28 bilhões de dispositivos conectados até 2025. A tecnologia já está integrada em nossos wearables e roupas. Haverá 26 objetos inteligentes para cada ser humano na Terra. 75% dos carros serão fornecidos com o hardware necessário para se conectar à internet. Prevê-se que as receitas de IoT relacionadas à saúde aumentem para mais de US $ 135 bilhões (€ 119 bilhões) até 2025.

A implantação de IoT está se diversificando de aplicativos baseados no consumidor, como dispositivos domésticos inteligentes e vestíveis, para aplicativos de missão crítica nas áreas de segurança pública, resposta a emergências, automação industrial, veículos autônomos e Internet of Medical Things (IoMT).

Os aplicativos de missão crítica usam a conveniência, o baixo custo e a longa duração da bateria dos dispositivos IoT, bem como a infraestrutura pública amplamente disponível para melhorar a interoperabilidade e a interconectividade entre os dispositivos para permitir o monitoramento e controle em tempo real de vários dispositivos e sistemas críticos.

À medida que esses aplicativos essenciais para a emissão proliferam, os dispositivos e sistemas IoT precisam ser robustos para suportar os rigores do mundo real.

Greatpotential vem com grandes desafios

A IoT traz benefícios para os consumidores e cria novas oportunidades de negócios para aplicações comerciais. No entanto, eles exigem hardware e infraestrutura estáveis ​​e confiáveis.

Sistema de resposta a emergências :Imagine o que acontecerá se o sensor sem fio que monitora a pressão de um tubo de gás remoto falhar devido a quedas de energia anteriores? Durante uma emergência, o sistema de tubulação pode explodir devido à falta de ação oportuna para contê-lo.

Saúde digital :Os dispositivos de monitoramento remoto do paciente permitem o monitoramento do paciente fora das configurações clínicas convencionais, o que melhora o acesso do paciente aos cuidados e diminui o custo da prestação de cuidados de saúde. No entanto, o próprio dispositivo precisa funcionar em qualquer ambiente, como em um estádio lotado ou em um depósito subterrâneo de difícil acesso. A recepção de sinal através de estruturas de concreto e interferência de dispositivos circundantes não deve afetar as operações normais do dispositivo de monitoramento.

Medidor inteligente :Com centenas de milhares de minúsculos medidores inteligentes implantados em cada local remoto, esses medidores precisam funcionar perfeitamente para coletar e transmitir dados do utilitário. Qualquer falha no medidor inteligente resultará em erros no rastreamento do consumo, causando perda de receita e potencialmente arruinando a reputação das concessionárias.

Carro conectado :Um carro conectado, como na Figura 1, traz grandes conveniências para nós. Mas também nos expõe a vários riscos. Falhas de segurança na implementação do sistema sem fio podem permitir que um hacker localize e sequestre nosso carro com apenas um toque de um botão, sem que percebamos.

Figura 1:O carro conectado é um carro com um painel interativo que pode acessar a Internet e se comunicar com outros dispositivos conectados.

Os engenheiros e projetistas que trabalham nesses sistemas ou dispositivos de missão crítica enfrentam desafios técnicos intensos e devem fazer importantes considerações e compensações de projeto e teste desde a fase inicial de projeto até o final da fabricação.

Lidando com desafios técnicos por meio dos 5Cs da IoT

Uma abordagem abrangente é necessária para lidar com os desafios técnicos multifacetados em dispositivos e sistemas IoT em todo o ciclo de vida do produto. Conforme mostrado na Figura 2, as considerações de design podem ser resumidas com base nos 5Cs da IoT.

Conectividade	Garante que seus dispositivos IoT se conectem a outros dispositivos IoT, à nuvem e ao mundo ao nosso redor.
Continuidade	Requer que seus dispositivos IoT tenham vida útil prolongada da bateria para fazer seu trabalho.
Conformidade	Requer que seus dispositivos IoT cumpram as regulamentações globais.
Coexistência	Garante que seus dispositivos IoT funcionem harmoniosamente em ambientes lotados de IoT.
Cibersegurança	Protege seus dados contra ameaças cibernéticas.

Figura 2:Principais considerações de design para enfrentar os desafios técnicos nos 5Cs da IoT.

1. Conectividade

Conectividade é a capacidade de permitir o fluxo contínuo de informações de e para o dispositivo, infraestrutura, nuvem e aplicativos. Alcançar uma boa conectividade é um dos principais desafios enfrentados pelos engenheiros porque o sistema de conectividade sem fio é altamente complexo e as implantações de dispositivos densos complicam ainda mais as operações.

Espera-se que os dispositivos IoT de missão crítica funcionem de forma confiável, sem falhas, mesmo nos ambientes mais difíceis. Os padrões sem fio em rápida evolução aumentam a complexidade e os engenheiros enfrentam desafios constantes para acompanhar as tecnologias mais recentes e garantir que os dispositivos possam funcionar perfeitamente em todo o ecossistema.

Responder aos desafios de conectividade exige a seleção cuidadosa de soluções de design e teste que sejam altamente flexíveis, configuráveis ​​e atualizáveis ​​para atender às necessidades futuras. A solução precisa ser altamente flexível para testar dispositivos com muitos formatos de rádio, capaz de acessar o desempenho do dispositivo nos modos de operação reais e suportar testes over-the-air no modo de sinalização sem a necessidade de driver específico do chipset.

De preferência, o sistema também deve ser simples, barato e pode ser usado em P&D e manufatura para alavancar códigos e para minimizar problemas de correlação de medição nas diferentes fases de desenvolvimento. A demanda por dispositivos IoT aumentará exponencialmente devido à sua rápida proliferação. Os fabricantes precisam ter um sistema de teste de manufatura altamente escalonável, econômico e confiável que possa atender facilmente ao volume crescente e, ao mesmo tempo, garantir a qualidade do dispositivo.

O autor é Sook Hua Wong, gerente geral de soluções de medição de eletrônicos da Keysight Technologies, Inc.

Sobre o autor

Sook Hua é um gerente de segmento de indústria da Keysight Technologies, residente em Penang, Malásia. Ela é a planejadora de soluções estratégicas responsável pela expansão do portfólio de soluções da KeysightInternet-of-Things (IoT) e pelo planejamento do programa de marketing para impulsionar o crescimento no segmento eletrônico geral da KeysightTechnologies.

Antes dessa função, ela foi a planejadora de produto responsável pelo planejamento estratégico e desenvolvimento de portfólio de produtos para sensor e medidor de potência de RF / microondas.

Ela recebeu seu diploma de bacharel em engenharia elétrica pela University of Technologies Malaysia (1999) e mestrado em engenharia de projeto de sistemas eletrônicos pela University of Science Malaysia (2003). Ela passou 20 anos na Keysight Technologies com os últimos 15 anos na equipe General Electronics Measurement Solution (GEMS) em várias funções, incluindo fabricação, desenvolvimento de produto, suporte de vendas, marketing de produto e planejadora de produto.

A parte 2 continua amanhã….