O que são sistemas embarcados e quais são suas aplicações?
Em um mundo onde a tecnologia e os dados dominam o cenário, utilizar informações para fins comerciais pode ser extremamente vantajoso. Ser criativo e encontrar novas maneiras de usar as informações ajuda muitas empresas a se destacarem. É aqui que a Internet Industrial das Coisas (IoT) e os sistemas embarcados entram em cena.
Os dispositivosIoT coletam dados exclusivamente para uso industrial. Todas as máquinas em um armazém, por exemplo, se conectam em uma única rede para concluir uma tarefa, salvando dados e enviando-os para a nuvem durante o processo. AIoT permite que os fabricantes operem nesse mundo digital e utilizem os dados que ele gera.
O que são sistemas embarcados?
Sistemas embarcados normalmente incluem microcontroladores e pequenas áreas de memória local. Eles possuem hardware e software que trabalham em conjunto, acionando componentes como atuadores e sensores para executar tarefas.
Por exemplo, uma fábrica pode ter termômetros conectados que ajudam os gerentes a garantir que os itens perecíveis permaneçam em condições ideais. O sistema embarcado para esse 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 que os usuários analisem os dados.
As pessoas não precisam interagir diretamente com o sistema embarcado, pois ele funciona dentro de um produto conectado. Assim, elas visualizam os resultados do sistema embarcado por meio dos recursos de suas configuraçõesIoT .
O sistema embarcado pode ser simples ou complexo, dependendo dos recursos oferecidos pelo produtoIoT que o possui. Qualquer sistema pode controlar uma infinidade de componentes, como sensores, gateway, linhas de energia ou comunicações, sistemas de segurança e muito mais. À medida que o número de componentes internos aumenta, o sistema embarcado torna-se mais complexo.
Sistemas embarcados no dia a dia
O software embarcado não se restringe apenas ao setor industrial. Residências comuns possuem sistemas embarcados mais simples por toda a casa e os utilizam diariamente. De fato, a maioria dos aparelhos eletrônicos possui algum tipo de sistema embarcado para garantir seu funcionamento adequado. Despertadores digitais, máquinas de lavar roupa, lava-louças, condicionadores de ar e muitos outros produtos eletrônicos contam com sistemas embarcados.
Os carros modernos também possuem sistemas embarcados, como controles de tração e acionamento de airbags. Eles enviam informações para o sistema central de computadores do automóvel. Assim como nos exemplos acima, esses recursos influenciam a experiência do motorista, mas ele não percebe os sistemas porque eles funcionam em segundo plano.
A própria definição de um sistema embarcado é a de um produto com uma função específica dentro de um produto maior, atuando em conjunto para produzir o resultado. O mesmo princípio se aplica à IoTdas Coisas). Dados são constantemente coletados e registrados em nosso dia a dia. Seja ao usar um mecanismo de busca, fazer compras online ou compartilhar seus hobbies nas redes sociais, a IoT coleta informações não pessoais e utiliza esses dados para aprimorar seu desempenho, como identificar padrões ou aprender a ser mais eficiente. Tanto a IoT quanto os sistemas embarcados vão além do simples uso doméstico, operando em uma escala muito maior na indústria.
Aplicações na Indústria
Sistemas embarcados são utilizados em praticamente todos os setores industriais. Telecomunicações, manufatura, defesa militar e pesquisa científica são apenas alguns dos muitos setores em que as pessoas dependem deles para atingir seus objetivos e trabalhar com mais eficiência, reduzindo processos manuais.
A automação é um dos principais motivos pelos quais os sistemas embarcados são tão importantes. Tecnologias como braços robóticos pneumáticos que operam em esteiras transportadoras funcionam com um sistema embarcado. Não apenas cada parte do braço precisa funcionar perfeitamente com o resto da máquina, como outros braços também precisam trabalhar em conjunto para produzir a peça que estão construindo. Esse tipo de tecnologia também pode conectar diversas máquinas para que trabalhem juntas e realizem tarefas simultaneamente. Por exemplo, alguns robôs de assentamento de tijolos se conectam à internet e possuem sistemas internos que sincronizam suas ações para obter resultados mais rapidamente do que os humanos conseguiriam sozinhos.
Benefícios e desafios
Uma das maiores vantagens dos sistemas embarcados é o baixo consumo de energia. Todos os sistemas embarcados funcionam com pouquíssima energia e ocupam espaços muito pequenos em comparação com outros componentes. Geralmente são baratos e funcionam sem intervenção humana constante. Requerem pouca manutenção e raramente precisam de atualizações, já que têm apenas uma função.
Infelizmente, como os sistemas embarcados geralmente funcionam sem problemas sem atualizações e operam dentro de máquinas, raramente são atualizados. Se você quiser algo novo, muitas vezes terá que adquirir uma máquina completamente nova ou desmontar totalmente a antiga, dependendo do que for mais econômico a longo prazo. Se algo der errado, exigindo mais manutenção do que o normal, reprogramar o sistema embarcado pode ser tão difícil quanto atualizá-lo.
Segurança
Um sistema embarcado pode ser muito seguro simplesmente por ser autossuficiente. No entanto, se uma ameaça penetrar no sistema, isso pode representar um grande problema para uma empresa. Se um fabricante utiliza um sistema embarcado, os componentes podem controlar máquinas pesadas. Mas uma falha de segurança pode fazer com que as máquinas operem de maneiras que coloquem em risco a segurança dos trabalhadores, além de danificar o equipamento e causar a paralisação das linhas de montagem. Garantir a segurança de tudo exige uma abordagem holística.
Os princípios básicos da cibersegurança incluem firewalls, criptografia, verificação de origem, autenticação e outras práticas com as quais a maioria das pessoas que usam a internet tem pelo menos um conhecimento básico. Criar cibersegurança para um sistema embarcado exige muito mais do que o usual. A implementação da segurança começa na fase de desenvolvimento e evolui à medida que a construção do sistema progride. Depois que o sistema estiver em funcionamento, os usuários devem reagir rapidamente caso percebam vulnerabilidades em potencial. Essa capacidade de resposta é crucial para evitar problemas de segurança generalizados ao longo do ciclo de vida do sistema.
Fortalecendo a Indústria
Como os sistemas embarcados controlam muitos processos, uma empresa pode ter dificuldades para se manter competitiva e utilizar equipamentos complexos sem eles. Eles oferecem automação que aumenta a segurança e a acessibilidade para as empresas. Por exemplo, se uma construtora tiver sistemas embarcados em suas escavadeiras, a tecnologia poderia emitir alertas de que uma delas precisa de manutenção imediata antes que apresente problemas ou represente um risco à segurança.
Além disso, apesar dos receios que muitas pessoas têm de que máquinas de alta tecnologia eventualmente substituam os empregos humanos, os equipamentos conectados geralmente atuam como um complemento à força de trabalho. Os trabalhadores humanos podem ser realocados para realizar tarefas que o hardware não consegue executar, potencialmente recebendo um aumento salarial, enquanto o hardware pode permanecer em uma linha de produção 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 Internet das CoisasIoT está tornando os sistemas embarcados mais comuns não apenas na indústria, mas também em usos comerciais e residenciais. Quase tudo poderia funcionar por meio de sistemas semelhantes, mas manter a segurança em dia deve ser uma prioridade durante toda a transformação.