ENSINO Data de Publicação: 23 jul 2024 23:18 Data de Atualização: 25 jul 2024 11:30
O IFSC Câmpus Lages está fazendo parte de uma rede mundial de conexão de internet das coisas, sendo um dos servidores responsáveis por "colocar de pé" a tecnologia LoRa, um protocolo de comunicação que é utilizado em equipamentos de internet das coisas, principalmente equipamentos que são alimentados a bateria e precisam ter uma autonomia grande. The Things Network Lages (Internet das Coisas) é uma comunidade iniciada pelo professor Robson Costa, da área de Informática e Cultura Geral do Câmpus Lages.
A comunidade do IFSC Lages é oficializada pelas entidades internacionais fazendo parte de uma rede que conta com centenas de milhares de unidades espalhadas pelo mundo. Em Lages, a rede conta com oito gateways (portais) que cobrem toda a área urbana da cidade e 18 profissionais que contribuem para seu funcionamento. "Em síntese, a rede é um protocolo que a característica é ter uma alta cobertura, então é parecido com uma rede de celular e tem um baixo consumo de energia. De regra, uma bateria dura dez anos, então o LoRa, em si, é esse protocolo. Uma rede capaz de manter em funcionamento por muito tempo um aparelho conectado na Internet das Coisas (The Things Network - TTN)", conta o professor Robson.
Ainda segundo o professor, a rede tem uma estrutura que é processada na internet e esses equipamentos se conectam à internet e podem encaminhar mensagens. "Quando a gente coloca nossos gateways na rede TTN, eles estão integrando uma grande rede mundial, então tem cerca de 130 mil gateways espalhados no mundo inteiro, e esses gateways são abertos, a pessoa não precisa pagar para transmitir por ele. Seria como se todo mundo em casa resolvesse deixar o wi-fi aberto, e onde você andasse tivesse cobertura e começasse a usar o wi-fi. É a mesma coisa, só que pra internet das coisas", complementa o professor. De acordo com o pesquisador, esse protocolo de comunicação é para envio de quantidades pequenas de dados, normalmente valores de sensores e transmissões de dados.
Dentre os benefícios de ter uma rede como esse, estão o fato de que as pessoas que contratam o serviço, que montam soluções com o protocolo existente pelo Câmpus Lages, não precisam pagar uma mensalidade. "Posso criar um sensor que vai monitorar o nível do Rio Carahá (localizado em Lages) e espalhar dez sensores ao longo do rio. Pela rede de telefonia teria que pagar dez contratos diferentes para fazer o monitoramento. Com a TTN basta conectar esse aparelho à rede sem necessidade de pagamento", completa Robson. O professor lembra que o serviço é feito de forma colaborativa, fazendo parte de uma rede internacional.
O laboratório está hospedado no AgrotechLab, laboratório multidisciplinar de pesquisa aplicada especializado no desenvolvimento de tecnologias agrícolas, computacionais, de automação e de gestão focadas ao agronegócio em geral, criado pelo Câmpus Lages do IFSC e hospedado no Órion Parque Tecnológico. No início, o protocolo TTN era utilizado na agricultura e já foi usado em projetos de pesquisa e extensão do câmpus. Depois, por meio de solicitações externas veio a demanda de fazer uma estrutura para o conceito de Cidade Inteligente "Começamos a instalar algumas antenas, a primeira no telhado do IFSC, fizemos alguns testes e deu certo. Depois, criamos uma chamada pública para as empresas integrarem e tentar expandir essa rede, e daí algumas empresas como a Uniplac, a Controlle Automação e a Potenza, entraram no edital e elas vão fornecer gateways. Nós do laboratório tínhamos seis e daí eles vão comprar os demais. Já tem alguns em operação", completa. O projeto foi possível graças a recursos da Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (Setec) por meio de um edital EPE (Ensino, Pesquisa e Extensão) no qual o professor Robson foi contemplado, ainda no período da pandemia do COVID-19.
A cobertura atual está se expandindo e Lages está se destacando no serviço, tendo praticamente toda a cidade coberta pela rede LoRa, que usa o protocolo LoRaWAN, aceito internacionalmente por padrão industrial. "Em resumo, ele é uma rede de internet das coisas aberta, de longo alcance e baixo consumo de bateria, com várias comunidades espalhadas no mundo inteiro. Nós estamos com oito gateways, mas tem mais quatro gateways para entrar em operação, então aí a gente vai chegar a 12 ativos, garantindo a cidade como a de maior cobertura no país", disse. Os gateways e as áreas de cobertura podem ser encontradas no site do protocolo neste link.
Resultados e Aplicações
Um dos estudantes que tiveram acesso a essa tecnologia e aproveitaram durante o curso foi Rubens Rezende Oliveira. Ele se graduou em Ciência da Computação no Câmpus Lages do IFSC e destaca como o estudo da tecnologia impactou em sua trajetória, tanto na acadêmica, quanto na profissional. "Impactou muito. Foi um bom tema a pesquisar, no sentido que me fez aprofundar muito sobre como o sinal LoRa é propagado, como funciona a legislação das radiofrequências e sobre como as mensagens são enviadas de forma compacta a fim de economizar bateria tendo melhor rendimento. A tecnologia LoRa impactou de forma a me estimular a ir atrás de novas informações e a ler artigos sobre o tema a fim de compreender melhor o estado da arte", comemora o agora estudante de mestrado.
Segundo ele, as redes LoRa têm também muitas formas diferentes para serem utilizadas, o que é outra parte importante da tecnologia, pois podem servir tanto na indústria 4.0 quando no Agro 4.0 mas isso de forma privada, sem precisar de uma grande indústria por trás tal como um 5g ou 4g. "A tecnologia LoRa teve um grande peso no meu TCC, onde fiz uma análise do protocolo para utilização em agricultura de precisão. O que era muito bom, pois se baseava em como uma rede LoRa funcionava e como ela impactava na utilização da sociedade, seja isso na indústria ou semelhante", complementa.
Rubens atualmente cursa mestrado na Universidade de São Paulo (USP), Campus São Carlos. Ele apenas lamenta não poder utilizar a tecnologia em seu curso e celebra o protagonismo do IFSC Lages no assunto. "A USP não dispõe de equipamentos de rede LoRa, até o momento nosso país ainda não possui uma vasta utilização da tecnologia, portanto, a partir da minha visão, o IFSC Câmpus Lages está bem avançado neste quesito em relação ao restante do Brasil. Países como Alemanha e outros da Europa possuem uma utilização muito maior", conta. Ele comenta que há muito muito potencial para vários artigos e publicações e é uma excelente tecnologia para experimentos, testes e soluções.
O que vem por aí
O TTN é um campo fértil para diversas atividades de pesquisa e extensão. De acordo com o professor Robson, pelo menos quatro alunos estão realizando Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) com base nas atividades do laboratório. "Outra coisa que provavelmente a gente vai fazer com esse protocolo até o final do ano é uma estação base de satélite, porque aqueles satélites nanocubes, pequenos, que estão sendo lançados agora, eles usam esse protocolo para fazer a comunicação de telemetria deles para as estações base em terra. Então, vamos montar ali uma antena no telhado do IFSC um protocolo de satélite para o encaminhamento de dados daqueles que passam por cima de nós", finaliza o professor. Mesmo que, por curiosidade, vai servir para entender um pouquinho da tecnologia, fazer um pouco de publicidade também para o câmpus. Em breve, pretende-se usar o protocolo LoRa em um hackathon de Cidades Inteligentes.