Os gateways IoT são dispositivos inteligentes que conectam outros elementos da Internet das Coisas (IoT) à nuvem, onde os dados são gerenciados e utilizados por aplicações de usuário final.
Eles desempenham um papel crítico na arquitetura e na segurança dos sistemas IoT, pois permitem a comunicação entre ambientes e protocolos diferentes, além de realizar a computação na borda ou edge/fog computing.
Neste artigo, vamos explicar o que são, quais suas funções e por que são importantes para as aplicações IoT.
O que são e quais as funções dos gateways IoT?
Um gateway IoT pode ser definido como um sistema ou equipamento cuja função básica é estabelecer a comunicação entre múltiplos ambientes.
Com ele, é possível fazer a conexão entre equipamentos localizados em redes distintas e que se comuniquem através de padrões diferentes.
Em resumo, ele faz o papel de ponte entre dois universos, analisando e tratando as informações de acordo com definições preestabelecidas e com o tipo de função a que se destina.
Evolução das funcionalidades dos Gateways IoT
A evolução das funcionalidades dos Gateways IoT acompanha o desenvolvimento da própria IoT, que se tornou cada vez mais complexa e diversificada ao longo dos anos.
As primeiras gerações de Gateways IoT eram simplesmente conversores de protocolos, que traduziam os sinais dos dispositivos IoT para um formato padronizado, como MQTT ou HTTP. Eles não tinham capacidade de processamento ou armazenamento de dados, e dependiam totalmente da conexão com a nuvem para realizar qualquer tipo de análise ou ação. Esses gateways eram adequados para cenários simples e estáticos, onde os dispositivos IoT eram homogêneos e a latência não era um problema.
No entanto, com o aumento do número e da variedade de dispositivos IoT, surgiram novos desafios e demandas para os Gateways IoT. Por exemplo, alguns dispositivos IoT podem usar protocolos proprietários ou incompatíveis entre si, exigindo uma maior flexibilidade dos gateways para integrá-los.
Além disso, alguns cenários podem requerer uma maior autonomia e inteligência dos gateways, como em situações de baixa conectividade, alta latência ou alto volume de dados.
Nesses casos, os gateways precisam ser capazes de realizar funções como filtragem, agregação, pré-processamento, armazenamento temporário e até mesmo análise e tomada de decisão localmente, sem depender da nuvem.
Assim, as gerações mais recentes de Gateways IoT incorporam recursos de computação de borda (edge computing), que permitem uma maior eficiência e escalabilidade da IoT. Eles também oferecem suporte a múltiplos protocolos e padrões de comunicação, bem como a diferentes plataformas de nuvem e serviços de IoT.
Gateways em aplicações robustas
Os Gateways podem ser utilizados como intermediadores da comunicação de remotas, sensores, atuadores, transmissores e demais dispositivos de campo com os sistemas de controle e supervisão em uma planta de produção.
Neste caso, o gateway atua como um tradutor universal para redes ou equipamentos que operam com base em protocolos diferentes, isto é, permite a comunicação entre ambientes e arquiteturas distintas.
Ele pode, por exemplo, receber dados de inversores de frequência através do protocolo CANOpen, convertê-los em pacotes do padrão Ethernet e levar esses dados para um sistema de um sistema WEB na nuvem via protocolo MQTT.
Um gateway também pode ser um controlador lógico programável (CLP) de tecnologia avançada com suporte a uma ampla gama de protocolos de comunicação que atua como ponte entre outros controladores de marcas variadas que operam com base em padrões diferentes.
Mas um papel mais crítico dos gateways IoT é localizar a computação no local, ou seja, realizar a computação na borda ou edge/fog computing.
Isso significa que os gateways podem processar e analisar os dados coletados pelos dispositivos de campo antes de enviá-los à nuvem, reduzindo assim a latência, o consumo de banda larga e os custos operacionais.
Além disso, os gateways podem filtrar e priorizar os dados mais relevantes para a aplicação, otimizando o uso dos recursos da nuvem.
Por que são importantes para as aplicações IoT?
Com o rápido avanço da digitalização nos processos industriais, é cada vez mais comum vermos fábricas inteligentes com aplicações de coleta e compartilhamento de dados através de máquinas, dispositivos e sistemas de produção conectados.
Nestes ambientes, pode-se utilizar um controlador programável multi protocolo para atuar como um gateway IoT, realizando a conexão entre a nuvem e os CLPs da rede de controle, sensores ou outros dispositivos inteligentes.
Os gateways IoT são importantes para as aplicações IoT porque:
- Facilitam a integração e a interoperabilidade entre diferentes dispositivos e sistemas;
- Aumentam a eficiência e a escalabilidade das soluções IoT;
- Melhoram a segurança e a confiabilidade dos dados transmitidos;
- Permitem a implementação de algoritmos de inteligência artificial e aprendizado de máquina na borda;
- Habilitam novos cenários e casos de uso para a IoT.
Sendo assim, podemos concluir que os gateways IoT desempenham, atualmente, um papel fundamental para indústrias dos mais diversos segmentos, oferecendo diversos benefícios e, consequentemente, aumento na qualidade e eficiência dos negócios.
