A12 Sensores, IoT e Edge Computing

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Os sistemas da Internet das Coisas integram três peças: sensores que capturam uma magnitude física, processamento local que interpreta esses dados e comunicação sem fio que os transmite para onde são necessários. Muitos sensores físicos comuns – sensíveis à temperatura, à deformação mecânica ou à intensidade da luz – funcionam alterando a sua própria resistência eléctrica proporcionalmente à magnitude que medem, assumindo esta mesma resistência que já foi descrita no segundo modelo deste catálogo; Para converter essa pequena mudança na resistência em um sinal de tensão fácil de medir, geralmente é usada uma ponte de medição que amplifica proporcionalmente qualquer desequilíbrio causado por essa variação.

Antes de digitalizar o sinal de um sensor, é aconselhável condicioná-lo: amplificá-lo e filtrá-lo para aproveitar toda a faixa dinâmica disponível neste mesmo conversor que o modelo ADC/DAC já descreveu, e eliminar ruídos indesejados antes que esse ruído concorra com o sinal para essa mesma faixa.

A escolha do protocolo de comunicação sem fio para um dispositivo de Internet das Coisas é sempre uma troca entre alcance, velocidade e consumo de energia – o mesmo gerenciamento de energia que o modelo do microcontrolador já descreveu – e diferentes aplicações favorecem protocolos diferentes dependendo de qual desses três fatores é mais crítico para o caso de uso.

A edge computing transfere algum processamento inteligente – incluindo, cada vez mais, inferência de modelos de aprendizagem automática – diretamente para o próprio dispositivo, em vez de depender do envio de todos os dados para um servidor remoto: isto reduz a latência de resposta, o consumo de energia associado à transmissão de dados e a dependência de ter sempre conectividade disponível.

É por isso que este módulo, que abre com um sensor que traduz uma magnitude física em uma resistência, termina mostrando que todo o resto do sistema – condicionamento, protocolo de comunicação, processamento de bordas – existe para resolver o mesmo problema subjacente: extrair todas as informações úteis possíveis daquele sinal fraco e barulhento, gastando o mínimo de energia possível na tentativa.

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