O que é Machine to Machine (M2M)?

O que é M2M?

M2M significa sistemas de comunicação máquina a máquina (machine-to-machine communication). Define a comunicação entre diferentes máquinas sem intervenção humana. A motivação para um tal sistema de dispositivos ligados em rede foi proeminente com o desenvolvimento da Internet e das tecnologias sem fios. O primeiro sector industrial a adotar as comunicações M2M foi o das fábricas e instalações industriais. No entanto, estas implementações não estavam 100% ao nível da definição formal de comunicação M2M. Uma vez que ainda havia intervenção humana nos processos, a definição de M2M exigia zero intervenção humana. Com o avanço da Internet, da automação e das tecnologias sem fios, a face da M2M transformou-se ao longo dos anos. Também se expandiu para muitos outros sectores de aplicações, como os cuidados de saúde, a agricultura e a indústria da automação. A Internet das Coisas (IoT) é uma das revoluções tecnológicas que surgiram e que tem raízes nos sistemas de comunicação M2M.

Como funciona o M2M?

Quando se considera o mecanismo de funcionamento subjacente à M2M, os mecanismos de comunicação desempenham um papel significativo. A communicação entre dispositivos ligados pode ser com ou sem fios. A comunicação M2M com fios baseia-se em vários meios físicos para ligar os dispositivos. Estes meios físicos variam entre cabos coaxiais, cabos Ethernet CAT e modernos cabos de fibra ótica. No entanto, com o avanço das tecnologias sem fios, os meios de comunicação comm com fios estão a tornar-se obsoletos. Continuam a ser utilizados em sistemas antigos e em sistemas que exigem elevada fiabilidade.

A comunicação M2M sem fios baseia-se em tecnologias sem fios para comunicar. Essas tecnologias incluem Identificação por radiofrequência (RFID), Comunicação de campo próximo Co1TP14 (NFC), Wi-Fi e comunicação de rede celular. A RFID baseia-se em ondas de radiofrequência para transferir informações sem fios. É muito utilizado em aplicações M2M, em que a autenticação ou a propriedade têm de ser confirmadas. Por conseguinte, é uma opção famosa nos sistemas de logística e de gestão da cadeia de abastecimento. O NFC é muito semelhante ao RFID. No entanto, é utilizada para fins de comunicação de curto alcance. O seu cartão de crédito sem contacto utiliza esta tecnologia. A tecnologia Wi-Fi é uma das tecnologias sem fios mais utilizadas no mundo moderno. A rede celular é outra opção em evolução nas comunicações M2M sem fios. Com o avanço das 5G e 6G e tecnologias posteriores, as comunicações celulares substituirão muito provavelmente, no futuro, os sistemas de comunicações mais antigos.

Agora, estudámos a communicação M2M que permite a communicação entre dispositivos ligados. Vamos investigar a arquitetura genérica dos sistemas de comunicação M2M comm.

Arquitetura e normas para M2M

Os principais componentes do sistema de comunicação M2M são os sensores, uma ligação de comunicação (com ou sem fios) e o software de computação automática. Já discutimos a funcionalidade das ligações de comunicação co1TP14 num sistema de comunicação M2M. No que respeita aos sensores, estes podem variar consoante os seguintes requisitos e caraterísticas:

• Tipo de aplicação
• Exatidão e resolução necessárias
• Condições ambientais de funcionamento

Estes dados dos sensores são transferidos para o software de computação automática, onde são tomadas as decisões. Esta tecnologia é motivada pela tecnologia de telemetria introduzida no final da década de 1920, que tem conduzido uma viagem de sucesso ao longo dos anos. A principal diferença entre os sistemas antigos, como o Controlo de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA) e os modernos sistemas de comunicação M2M, é que estes últimos utilizam ligações de comunicação de acesso público para comunicar.

No que diz respeito às normas e arquitecturas definidas para as comunicações M2M, o Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI) e a OneM2M propuseram duas arquitecturas funcionais para os sistemas de comunicações M2M. Na arquitetura funcional proposta pelo ETSI, há dois domínios principais, nomeadamente

• Dispositivo e Domínio Gateway
• Domínio de rede

A arquitetura de alto nível proposta é proposta na especificação TS 102 690. O domínio da rede inclui componentes e funções que tratam da ligação em rede dos dispositivos. A arquitetura funcional do OneM2M inclui três domínios, nomeadamente

• Domínio do campo
• Domínio das infra-estruturas
• Infraestrutura Domínio de outros prestadores de serviços

Estas são propostas na especificação TS-0001-V1.6.1. Na arquitetura OneM2M, cada domínio teria três entidades, nomeadamente, a Entidade de Aplicação, a Entidade de Serviços de Common e a Entidade de Serviços de Rede.

M2M vs IoT

Os sistemas M2M e IoT podem ser considerados sistemas complementares. Em termos simples, a IoT é desenvolvida com base em funcionalidades e conceitos M2M.

A tabela seguinte summariza algumas das principais diferenças entre os sistemas M2M e IoT.

Aplicações e exemplos de M2M

As aplicações M2M centram-se principalmente na monitorização e no controlo de dispositivos interligados. São implantadas numa grande variedade de sectores verticais. Alguns dos principais sectores verticais em que os sistemas M2M são implantados com êxito são

• Instalações de cuidados de saúde à distância e telemedicina
• Logística e gestão de frotas
• Sistemas de segurança
• Sistemas de faturação automática
• Sistemas de monitorização e controlo do tráfego
• Instalações de gestão da cadeia de abastecimento
• Sistemas automatizados de pagamento de serviços públicos

Nos sistemas automatizados de pagamento de serviços públicos, os sistemas M2M podem permitir serviços futuros como o Apple Pay. Estes são reforçados por funcionalidades como o marketing baseado na localização e no cliente, o que aumentaria a eficiência e reduziria o desperdício.

No contexto de logística e cadeia de abastecimento os serviços M2M podem ajudar na navegação, monitorização e controlo dos processos empresariais. O acompanhamento de frotas, fornecimentos e serviços é outra caraterística interessante facilitada pelas aplicações M2M neste domínio.

O anonimato e o controlo de qualidade herdados das aplicações M2M podem melhorar os sistemas de segurança com maior proteção do hardware. Além disso, os serviços M2M podem fornecer serviços de programação, que são úteis em sistemas de segurança com restrições de tempo.

Conclusão

M2M co1TP14Os sistemas de comunicação são vitais nas indústrias actuais. As fábricas e os estabelecimentos industriais modernos são constituídos por dispositivos interligados. Este facto impõe a necessidade de uma comunicação adequada entre estes dispositivos. Através da realização de sistemas M2M, podemos ter uma monitorização e um controlo remotos eficientes desses dispositivos interligados. Vamos concluir identificando algumas das vantagens da utilização de sistemas M2M. Estas vantagens incluem:

• Aumentar a eficiência dos custos e a eficiência operacional
• Pode reduzir os custos operacionais e as despesas diversas incorridas em sistemas manuais
• Dependendo dos requisitos da organização, os sistemas M2M podem ser escalonados
• Capacidade de monitorização e controlo remoto