O que são sistemas embarcados e suas aplicações?

Num mundo onde a tecnologia e os dados dominam o cenário, a utilização de informações para fins comerciais pode ser muito útil. Ser criativo com novas maneiras de usar as informações ajuda a colocar muitas empresas na liderança. É aqui que a Internet Industrial das Coisas (I IoT ) e os sistemas embarcados começam a desempenhar um papel.

Os gadgets IoT coletam dados exclusivamente para usos industriais. Todas as máquinas em um armazém, por exemplo, conectam-se em uma única rede para concluir um trabalho e salvam dados e os enviam para a nuvem no processo. A I IoT permite que os fabricantes operem neste mundo digital e utilizem os dados que criam.

O que são sistemas embarcados?

Os sistemas embarcados normalmente incluem microcontroladores e pequenos espaços de memória local. Os sistemas embarcados possuem hardware e software que funcionam juntos, acionando componentes como atuadores e sensores para executar tarefas.

Por exemplo, uma fábrica pode ter termómetros ligados que ajudam os gestores a garantir que os produtos perecíveis permanecem em condições ideais. O sistema embarcado desse termômetro teria, no mínimo, um sensor de temperatura e um módulo Wi-Fi. O sensor coleta dados e o módulo os transmite para a nuvem, permitindo aos usuários analisar os dados.

As pessoas não precisam interagir diretamente com o sistema embarcado porque ele funciona dentro de um produto conectado. Assim, eles veem os resultados do sistema embarcado por meio dos recursos de suas configurações de I IoT .  

O sistema embarcado pode ser simples ou complexo dependendo dos recursos oferecidos pelo produto I IoT que o possui. Qualquer sistema pode controlar uma infinidade de peças, como sensores, gateway para linhas de energia ou comunicações, sistemas de segurança e muito mais. À medida que o número de componentes internos aumenta, o sistema embarcado se torna mais elaborado.

Sistemas Embarcados na Vida Diária

O software embarcado não está inteiramente restrito ao setor industrial. As famílias comuns têm sistemas embarcados mais simples em toda a casa e os utilizam todos os dias. Na verdade, a maioria dos dispositivos elétricos possui algum tipo de sistema embarcado para garantir que possam funcionar corretamente. Despertadores digitais, máquinas de lavar, lava-louças, condicionadores de ar e muitos outros produtos eletrônicos possuem sistemas embarcados.

Os carros modernos também possuem sistemas incorporados, como controles de tração e acionamento de airbags. Eles enviam informações para o sistema de computador central do automóvel. Tal como nos exemplos acima, estas características influenciam as experiências que as pessoas têm enquanto conduzem os seus carros, mas não reparam nos sistemas porque funcionam em segundo plano.

A própria definição de sistema embarcado é ter um produto com uma finalidade dedicada dentro de um produto maior, agindo em conjunto para produzir o resultado. Muito do mesmo vale para a IoT . Os dados são constantemente coletados e registrados ao longo de nossas vidas diárias. Seja usando um mecanismo de busca, fazendo compras on-line ou listando seus hobbies nas redes sociais, a IoT coleta informações não pessoais e usa esses dados para melhorar seu desempenho, como adivinhar padrões ou aprender melhor eficiência. Tanto a IoT quanto os sistemas embarcados vão além do simples uso doméstico e funcionam em uma escala muito maior na indústria.

Aplicações à Indústria

Os sistemas embarcados são usados ​​em quase todos os setores. As telecomunicações, a indústria transformadora, a defesa militar e a investigação científica são apenas alguns dos muitos sectores em que as pessoas dependem deles para atingir os seus objectivos e trabalhar de forma mais eficiente, reduzindo os processos manuais.

A automação é uma grande parte da razão pela qual os sistemas embarcados são tão importantes. Tecnologias como braços robóticos pneumáticos que funcionam em correias transportadoras funcionam com um sistema embarcado. Não apenas cada parte do braço precisa funcionar perfeitamente com o resto da máquina, mas outros braços também precisam trabalhar juntos para formar a peça que todos estão construindo. Esse tipo de tecnologia também pode conectar vários equipamentos para que trabalhem juntos para realizar trabalhos simultaneamente. Por exemplo, alguns robôs pedreiros conectam-se à Internet e possuem sistemas internos que sincronizam suas ações para obter resultados mais rápido do que os humanos conseguiriam sozinhos.

Benefícios e Desafios

Um dos maiores benefícios dos sistemas embarcados é o baixo nível de consumo de energia. Todos os sistemas embarcados funcionam com muito pouca energia e cabem em espaços minúsculos em comparação com outros componentes. Eles normalmente são baratos e funcionam sem intervenção humana constante. Eles exigem muito pouca manutenção e nem sempre precisam de atualizações, pois possuem apenas um trabalho.

Infelizmente, como os sistemas embarcados muitas vezes continuam funcionando perfeitamente sem atualizações e funcionam dentro das máquinas, eles raramente são atualizados. Se você quiser algo novo, muitas vezes terá que adquirir uma máquina totalmente nova ou desconstruir completamente a antiga, dependendo do que for mais econômico no longo prazo. Se algo der errado, exigindo mais manutenção do que o normal, reprogramar o sistema embarcado pode ser tão difícil quanto atualizar.

Segurança

Um sistema embarcado pode ser muito seguro simplesmente porque é independente. Porém, se uma ameaça entrar no sistema, isso poderá significar grandes problemas para uma empresa. Se um fabricante usar um sistema embarcado, os componentes poderão controlar máquinas pesadas. Porém, uma falha de segurança pode fazer com que as máquinas operem de maneira a colocar em risco a segurança dos trabalhadores, além de danificar o equipamento e causar o fechamento das linhas de montagem. Garantir que tudo permaneça seguro requer uma abordagem holística.

Os princípios básicos da segurança cibernética incluem firewalls, criptografia, verificação de origem, autenticação e outras práticas com as quais a maioria das pessoas tem pelo menos uma familiaridade básica se usarem a Internet. A criação de segurança cibernética para um sistema embarcado deve ir além do habitual. A implementação da segurança começa na fase de desenvolvimento e evolui à medida que a construção do sistema avança. Então, quando o sistema estiver instalado e funcionando, os usuários deverão responder rapidamente caso percebam possíveis vulnerabilidades. Essa capacidade de resposta é crucial para evitar problemas de segurança generalizados ao longo do ciclo de vida do sistema.

Tornando a indústria mais forte

Como os sistemas embarcados controlam tantos processos, uma empresa pode achar difícil permanecer competitiva e utilizar equipamentos complicados sem eles. Eles oferecem automação que aumenta a segurança e a acessibilidade para as empresas. Por exemplo, se uma empresa de construção tiver sistemas incorporados nos seus bulldozers, a tecnologia poderá avisar que um deles necessita de assistência imediata antes de avariar ou representar um risco para a segurança.

Além disso, apesar dos receios que muitas pessoas têm de que as máquinas de alta tecnologia acabem por substituir os empregos que os humanos realizam, os equipamentos conectados geralmente funcionam como um complemento à força de trabalho. Os trabalhadores humanos podem ser transferidos para realizar tarefas que o hardware não pode realizar, potencialmente obtendo um aumento salarial enquanto fazem isso, mas o hardware pode permanecer em uma linha e executar a mesma tarefa repetidamente sem cometer erros ou precisar de pausas.

Sem sistemas embarcados, a revolução da automação não existiria. A revolução industrial possibilitada pela I IoT está tornando os sistemas embarcados mais comuns não apenas na indústria, mas também no uso comercial e residencial. Quase tudo poderia funcionar através de sistemas semelhantes, mas acompanhar a componente de segurança deve ser uma prioridade ao longo de toda a transformação.