Junto com o colega Rainer Hofmann, Carlo Alberto Boano e Hannah Brunner, do Instituto de Informática Técnica da TU Graz, desenvolveram uma estrutura que permite que diferentes tecnologias sem fio se comuniquem diretamente umas com as outras. Crédito:Lunghammer - TU Graz
Sejam veículos em rede que avisam sobre congestionamentos em tempo real, eletrodomésticos que podem ser operados remotamente, "wearables" que monitoram a atividade física, ou plantas industriais que detectam possíveis erros de produção a tempo e notificam o suporte técnico, o número de produtos inteligentes que se comunicam sem fio com outros dispositivos na era da Internet das Coisas (IoT) aumentou rapidamente nos últimos anos. Contudo, nem todos esses dispositivos são compatíveis uns com os outros porque usam diferentes tecnologias sem fio, como Wi-Fi, Bluetooth (baixa energia) ou ZigBee, dependendo dos requisitos e da aplicação. Mais que isso, muitos dispositivos geralmente têm as mesmas frequências de rádio e interferem uns nos outros. Isso atrasa a transmissão de dados, dados podem ser perdidos, o consumo de energia aumenta e a vida útil da bateria diminui.
Novo componente para comunicação direta entre dispositivos IoT
Pesquisadores do Instituto de Informática Técnica da TU Graz desenvolveram agora um sistema que permite a troca direta de informações entre dispositivos disponíveis comercialmente que usam tecnologias de rádio diferentes, mas as mesmas frequências de rádio. Este é um framework genérico chamado X-Burst, que as empresas poderão integrar aos sistemas operacionais de seus produtos IoT no futuro. Os pesquisadores fazem uso de pulsos de energia controlados por tempo ("rajadas de energia") no canal de rádio, que pode ser gerado por qualquer dispositivo inteligente e detectado pela maioria deles:"Enviamos pacotes de dados em conformidade com o padrão de comprimentos variados. Esses pacotes são codificados em seu comprimento, ou seja, a informação é armazenada durante a duração dos pacotes. Os receptores monitoram o nível de energia no canal de rádio e podem, assim, detectar os pacotes, determinar sua duração e, finalmente, extrair as informações contidas nelas, "explicam Rainer Hofmann e Hannah Brunner, que se encarregaram do projeto junto com o colega Carlo Alberto Boano.
O sistema suporta as tecnologias mais comuns
Em seu trabalho, os pesquisadores se concentraram principalmente na troca de dados na banda de 2,4 GHz livre de licença. Esta faixa de frequência é usada por muitos padrões de rádio, incluindo as tecnologias mais comuns Wi-Fi, Bluetooth (baixa energia) e ZigBee, quais foram o foco das investigações. Usando um protótipo, a equipe conseguiu demonstrar que o X-Burst permite a comunicação bem-sucedida entre diferentes tecnologias sem fio sem a necessidade de gateways caros e inflexíveis, como são atualmente necessários para dispositivos com diferentes tecnologias sem fio.
A estrutura X-Burst desenvolvida na TU Graz pode ser integrada ao sistema operacional de dispositivos existentes. Crédito:Lunghammer - TU Graz
Benefícios promissores
A invenção também permite que os relógios do sistema dos vários dispositivos sejam sincronizados, que os habilita, por exemplo, para executar certas ações simultaneamente. O X-Burst também estabelece a base para o uso inteligente de frequências de rádio, permitindo que todos os dispositivos se comuniquem entre si e ajustem suas frequências de acordo. Isso minimiza a interferência de tecnologia cruzada e melhora a confiabilidade e o consumo de energia dos dispositivos. O grupo está atualmente trabalhando em um novo protótipo que demonstrará e ilustrará as vantagens do X-Burst em um cenário real de casa inteligente.
Grande sucesso em conferências internacionais
O Paper X-Burst:Habilitando a comunicação de tecnologia cruzada de várias plataformas entre dispositivos de IoT restritos foi premiado com o prêmio de melhor artigo na International Conference on Sensing, Comunicação e rede 2019 (SECON'19). A demonstração ao vivo do X-Burst foi premiada com o prêmio de melhor demonstração na Conferência internacional sobre sistemas e redes sem fio incorporados (EWSN'20).
Esta pesquisa foi realizada em cooperação com a TU Darmstadt e foi parcialmente financiada pelo COMET Center Pro2Future e no âmbito do projeto da UE SCOTT (Secure Connected Trustable Things), que é financiado pela Agência Austríaca de Promoção da Pesquisa (FFG) e pela Comissão Europeia. Esta pesquisa também foi apoiada pela Austria Wirtschaftsservice Gesellschaft mbH (aws), com fundos da Nationalstiftung für Forschung, Technologie und Entwicklung. (fundação nacional de pesquisa, tecnologia e desenvolvimento). Este tópico de pesquisa está ancorado no campo de informações de especialização, Comunicação e computação, um dos cinco focos de pesquisa estratégica na TU Graz.
