SIGFOX Maker Tour Lisboa

Olá a todos! 🙂

Tal como alguns de vós provavelmente leram numa publicação anterior, no dia 11 de Fevereiro de 2016 fui ao Sigfox Maker Tour em Lisboa e neste artigo vou falar-vos do que se passou no evento. 🙂

Uma vez que cheguei por volta das 10 da manhã, dei por mim sozinho em Lisboa e sem nada para fazer até às 2 da tarde, quando começaria o evento da Sigfox, usei esse tempo livre para visitar um fantástico makerspace: o MILL: Makers in Little Lisbon. Vejam aqui o artigo que escrevi sobre essa visita.

Um pouco antes das 2 da tarde lá cheguei ao Startup Lisboa e fui fazer o check-in no evento e receber o meu “badge” de participante (mais uma para a colecção de “badges” 🙂 ) e pouco depois o evento estava a começar numa sala completamente cheia. Não conhecia praticamente nenhum dos outros participantes, à excepção do Hugo Silva, um dos makers responsáveis pelo Bitalino, placa de prototipagem em biosinais, e também um dos curadores da Lisbon Maker Faire (2014 e 2015).

sigfox maker tour badge

Depois de estar toda a gente sentada nos seus lugares, o Nicholas Lesconnec (Sigfox developer and maker evangelist) começou a sua apresentação onde apresentou a Sigfox e diversos detalhes e características técnicas da sua tecnologia.

Para todos vocês que não puderam estar presentes, farei abaixo uma curta descrição dos assuntos que ele abordou.

Antes de mais, para todos vocês que não fazem ideia do que é a Sigfox, recomendo que leiam o meu artigo anterior: Sigfox Maker Tour Lisboa (anúncio do evento).

A palestra

Sigfox Maker Tour Lisboa

O orador começou por apresentar a Sigfox, que é uma empresa francesa, fundada em 2009, e actualmente presente em 12 países (dados de Fevereiro de 2016) e emprega 170 pessoas (em Fevereiro de 2015 eram 80). Antes de explicar o que fazem, explicou muito claramente aquilo que não fazem: eles não vendem circuitos integrados nem módulos e eles não desenvolvem soluções integradas personalizadas de Internet of Things para clientes. O que eles criaram foi um protocolo de comunicação em radiofrequência e operam uma rede global. Porque é que foram inventar um novo protocolo de comunicações radiofrequência se já existem tantos protocolos de comunicação? Porque eles consideram que as soluções baseadas em gateways não são apropriadas para dispositivos independentes e quiseram desenvolver algo especificamente concebido para IoT em vez de apenas adaptar uma tecnologia já existente para o efeito. De acordo com o orador, a solução deles permite uma ligação directa à Internet, anos de funcionamento com apenas uma bateria, inexistência de quaisquer configurações e tão simples quanto possível: detectar, enviar e receber. Ao usar a Sigfox existe a possibilidade de estabelecer ligações de baixo custo e com uma duração prolongada da bateria, permitindo assim a criação de aplicações de IoT completamente novas.

Depois de apresentar a empresa, o orador procedeu a mostrar a simplicidade de utilizar a rede da Sigofx:

  1. Detectar alguma coisa para enviar;
  2. Ligar o módulo de comunicação;
  3. Enviar (comando AT: AT$SF=CAFECAFE);
  4. A mensagem é recebida pela rede;
  5. Os dados são recebidos no servidor do utilizador ou por email (Pedido HTTP, método, Content-type e o Body são configuráveis).

Depois o Nicholas Lesconnec falou de algumas das especificações:

  • Eficiência energética:
    • O protocolo foi concebido para maximizar a eficiência energética de modo a não afectar a duração do ciclo de vida do produto;
    • Durante a transmissão o consumo de corrente situa-se entre os 20 e os 35mA durante alguns segundos;
    • Em modo de “sleep”, o consumo de corrente é de apenas alguns µA.
    • 99.x% do tempo um dispositivo conectado está em modo de “sleep”.
  • Configuração:
    • Não é necessário fazer qualquer configuração, emparelhamento ou sinalização;
    • Uma rede de estações-base monitoriza o espectro de rádio e detecta as mensagens enviadas pelos dispositivos;
    • A validação e a de-duplicação de mensagens são feitas pela rede.
  • Longo alcance:
    • Na melhor das hipóteses: +100Km entre o transmissor e o receptor (estação-base);
    • Na realidade: alguns Kms em ambiente urbano e dezenas de Kms em zonas rurais, dependendo da topografia e da tipologia do terreno;
    • Atenuação de 20dB no interior de edifícios.
  • Comunicação bidireccional:
    • Os dispositivos podem efectuar pedidos de actualizações que lhe sejam enviadas pelo servidor de aplicações.
  • Pequenas mensagens, poucas vezes por hora:
    • “payload” útil: 12 bytes, 140 vezes por dia (6 por hora);
    • Taxa de transferência: 100 bits/s.
    • Nada de multimedia, XML, JSON, ou texto ASCII. Técnicas de optimização e uso de formato binário “Old-school” são necessários (12 bytes * 96 bits = 2^96 valores disponíveis)
    • As 140 mensagens por dia não são um limite da tecnologia, mas sim uma limitação para cumprimento da norma europeia ETSI 300-220 (duty cycle de 1%).
    • Exemplos de dados que podem ser enviados: coordenadas GPS (lat x long): 6 bytes; Temperatura (2 bytes); Relatórios de estado (1 byte).
  • Segurança:
    • Cada mensagem é marcada com uma chave única do dispositivo;
    • As mensagens podem ser encriptadas ou misturadas, sem que sejam trocadas quaisquer chaves pela rede;
    • Em cada mensagem é calculado e enviado um código, utilizando o identificador do dispositvo, uma chave secreta, os dados e o incremento interno;
    • A modulação Ultra Narrow Band tem uma boa resistência a interferências, jamming e interceptações.
  • Cobertura:
    • A Sigfox é uma rede global, não uma solução para construir redes privadas;
    • O Roaming está incluído no serviço base;
    • Cobertura a nível nacional em França, Holanda, Portugal e Espanha e cobertura local em algumas cidades espalhadas pelo mundo. Cobertura nacional em progresso em países como a Bélgica, República Checa, Dinamarca, Alemanha, Irlanda, Itália, Luxemburgo, Maurícias, Reino Unido e Estados Unidos;
    • Podem ver a cobertura actual aqui.

Depois de falar de todos estes assuntos, o orador fez uma demonstração com um dispositivo que trouxe com ele. Funcionou, com o sinal a ser detectado por duas estações-base, sendo uma delas do outro lado do rio Tejo. 🙂 Depois continuou a mostrar algumas aplicações actuais que usam a rede da Sigfox para comunicar, tais como contadores da água, sensores de estacionamento, seguidores GPS, dispositivos médicos de monitorização, sistemas preditivos de alerta de manutenção, sistemas de monitorização do solo e colheitas, seguimento de gado, etc.. Também mencionou que a fundação Sigfox fornece comunicações gratuitas para aplicações não comerciais (seguimento de animais em vias de extinção, por exemplo).

Depois de descrever as especificações do serviço e as aplicações típicas, o orador procedeu a falar sobre as soluções de hardware disponibilizadas por diversos fabricantes.

Finalmente, estava a chegar à altura de passar à parte do workshop e foi feita uma breve descrição do backend da Sigfox, onde cada utilizador pode ver as mensagens enviadas pelos seus módulos e configurar os callbacks.

Antes de continuarmos para a parte do workshop, podem ver abaixo a apresentação usada pelo Nicholas Lesconnec:

O workshop

Finalmente, o momento pelo qual estava toda a gente à espera tinha chegado e os representantes da Sigfox começaram a distribuir as placas Akeru pelos participantes experimentarem. No início houveram algumas complicações para toda a gente ter os seus identificadores PAC (únicos para cada módulo e necessários para efectuar o registo no backend da Sigfox) mas ao fim de alguns minutos já toda a gente estava a enviar mensagens para o backend da Sigfox utilizando o código-fonte de exemplo fornecido pelo orador. Também experimentei fazer o pedido de downlink ma havia um pequeno bug no código e não consegui logo no momento. Contudo, depois do workshop fui falar com o Nicholas Lesconnec e ele encontrou logo o bug e corrigiu-o. Gostava que o workshop tivesse durado mais tempo para fazer logo todos os testes básicos mas ainda assim foi tempo suficiente para começar a usar a placa e para ficar a saber onde procurar por mais informação e código de exemplo.

Sigfox Snootlab Akeru Board

Notas finais

Antes de mais, quero agradecer à NarrowNet (operador da Sigfox em Portugal) pelo convite. Gostei muito de ir ao evento e penso que tudo foi bem explicado e fácil de perceber. Voltei para casa com a cabeça cheia de ideias e vontade de fazer vários testes em vários locais diferentes. Até agora fiz testes em várias partes de Lisboa, Faro, Vila Real de Santo António e até levei a placa numa viagem de carro até Huelva, em Espanha. Tem funcionado bem na grande maioria das vezes. Relativamente aos callbacks, já fiz todos os testes funcionais que queria (parsing do Payload, envio por email, HTTP POST, downlink directo, downlink por HTTP POST) e só tive alguns problemas com os downlinks mas já resolvi os problemas e agora tudo funciona como esperado. Basicamente, agora estou pronto para desenvolver algumas aplicações utilizando a minha placa Akeru e a rede Sigfox 🙂  Têm algumas sugestões?

Ah, e o eLab Hackerspace ganhou um novo autocolante da Sigfox na porta! 🙂

Sigfox eLab Hackerspace

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