Como os sistemas de aquisição de dados diferem entre as tecnologias sem fio

Anteriormente, em configurações de automação industrial, muitos sistemas de aquisição de dados eram projetados usando protocolos wireline como MODBUS. Hoje, existem duas classes de sistemas de aquisição de dados:

• Sistemas direto para IP :Esses sistemas de aquisição de dados são uma coisa relativamente nova, onde o próprio nó sensor se conecta diretamente a uma rede IP.
• Sistemas baseados em gateway :Neste tipo de sistema de aquisição de dados, um protocolo sem fio proprietário ou de menor alcance se conecta aos sensores. Os dados são então enviados via gateway para a rede IP, geralmente por meio de um modem celular.

Abaixo, veremos como a aquisição de dados sem fio ocorre em redes WiFi, Bluetooth e Zigbee.

Diferenças entre os sistemas de aquisição de dados sem fio

Sistemas de aquisição de dados WiFi

A maior vantagem dos sistemas baseados em WiFi é que o sensor pode se conectar diretamente à rede IP, obter um endereço IP e enviar os dados pela Internet.

Benefícios

• Não há gateway de conversão de protocolo envolvido na aquisição de dados WiFi.
• WiFi é onipresente , portanto, adicioná-lo aos sistemas existentes é relativamente barato. Por exemplo, NodeMcu (baseado em ESP8266) é um exemplo de um dispositivo de código aberto barato que auxilia na aquisição de dados sem fio.

Considerações

• O WiFi consome bastante energia quando está conectado. Até mesmo o processo de obtenção de renovação de DHCP pode consumir a bateria - e você pode usar um consumo contínuo de até 100 mA apenas para permanecer conectado à rede. Embora seja adequado para um sistema que desperta com pouca frequência e volta a hibernar, não é ideal para um aplicativo que precisa transacionar muitos dados enquanto funciona com baterias.
• O provisionamento de WiFi é uma grande dor de cabeça e consideração importante para qualquer empresa ou cliente industrial que venda a terceiros. Sensores de aquisição de dados são dispositivos sem cabeça e não têm teclado - e seu cliente precisará inserir as credenciais do usuário no sistema.

Sistemas de aquisição de dados Bluetooth

Estamos vendo um interesse hoje em dispositivos Bluetooth para IP para aqueles que desejam aproveitar o baixo custo e a longa duração da bateria do Bluetooth 4.0, mas exigem uma arquitetura de nível industrial para backhaul de dados.

Benefícios

• Os sistemas Bluetooth são muito eficientes em termos de energia para dispositivos sensores que requerem um consumo de energia muito baixo.
• Dispositivos finais Bluetooth são baratos , mas requer uma ponte Bluetooth (como um smartphone) ou gateway BLE.

Considerações

• Não existe um modelo de aquisição de dados sem fio direto para IP para Bluetooth . Bluetooth é uma tecnologia de rede de área pessoal (PAN), o que significa que não há camada de transporte direta baseada em IP com Bluetooth. Para que os dados fluam para o tráfego TCP / IP, eles devem primeiro passar por um periférico sem fio para um aplicativo instalado em um dispositivo conectado por IP.
• O alcance pode ser um grande problema para redes de sensores baseadas em Bluetooth.

Sistemas de aquisição de dados ZigBee

Como o Bluetooth, não há protocolo direto para IP disponível com ZigBee. Portanto, você precisará de um ponto de acesso ZigBee que conecte o tráfego ao IP. (Observe que existem protocolos Zigbee IP que podem ser usados ​​sem passar dados pela camada de aplicativo.)

Benefícios

• A taxa de dados do ZigBee é muito rápida.
• Os sistemas ZigBee podem ser muito eficientes em termos de energia .

Considerações

• Você precisa de um e relativamente onipresente rede densa de nós de malha a fim de obter cobertura em todos os lugares que você precisar. Portanto, o ZigBee funciona apenas em determinados modelos de implantação.
• A disponibilidade do sensor ZigBee pode ser um problema, dependendo da sua aplicação.

Em conclusão

Antes de selecionar um sistema de aquisição de dados, considere seu modelo de negócios . Se usar um sistema de aquisição de dados baseado em Bluetooth significa que você precisa se conectar ao smartphone de um trabalhador, esqueça. Da mesma forma, se o WiFi não estiver disponível em todos os lugares em que você planeja vender seu aplicativo ou se não tiver planejado como lidar com a autenticação WiFi, você terá alguns problemas.

Por causa dessas preocupações, vemos mais empresas vendendo dispositivos em configurações de terceiros se afastando dessas opções. Alguns gravitam em torno do celular - já que não há necessidade de infraestrutura - e outros estão se movendo em direção a um modelo de "traga sua própria infraestrutura" como o Symphony Link. Se você tiver alguma dúvida sobre qual sistema de aquisição de dados seria o melhor para sua solução, entre em contato conosco.