No tutorial anterior, a tecnologia Ethernet foi usada para conectar um dispositivo IOT baseado em Arduino à rede de internet. Os dispositivos IOT também podem ser conectados à rede de internet utilizando tecnologias móveis como GSM, CDMA e GPRS. Existem duas tecnologias principais para transferência de dados através de redes celulares – GSM e GPRS. Estas duas tecnologias diferem uma da outra com base nas taxas de dados e nos custos que cobram pelo seu funcionamento.
GSM (Global system for mobile communication) é uma das tecnologias celulares de segunda geração mais bem-sucedidas. É usada para comunicação móvel, mas a principal desvantagem dessa tecnologia são as baixas taxas de dados, ou seja, o GSM foi desenvolvido inicialmente para transferir pacotes em baixas taxas de até 14,4 kbit/s. O GSM é baseado na tecnologia de comutação de circuitos, na qual o custo de operação do usuário é baseado em quanto tempo a conexão é feita (ou seja, o circuito é fechado), independentemente da quantidade de dados enviados.
Por outro lado, GPRS (General Packet Radio Service) é uma versão atualizada do GSM com o recurso de taxas de dados de alta velocidade de até 85,6 kbit/s. Ele permite que os usuários se conectem à Internet para que possam navegar facilmente em sites, interagir com sites multimídia, participar de videoconferências e aplicativos semelhantes usando dispositivos móveis e também computadores. GPRS é baseado na tecnologia de comutação de pacotes em que o custo de operação do usuário é baseado na quantidade de dados enviados (número de pacotes), independentemente do tempo de conexão. Permite que a rede transmita pacotes IP para redes externas. Esta tecnologia tornou-se intermediária entre a tecnologia celular GSM de segunda geração e o sistema 3G W-CDMA/UMTS. Este serviço é compatível com redes 2G e 3G.
Mecanismo de comunicação GPRS –
O GPRS é baseado na comunicação IP e a unidade conectada deve fornecer um endereço IP antes que a conexão possa ser estabelecida. Para isso o celular ou laptop deve estar conectado à rede GPRS. Um IP dinâmico deve ser atribuído ao dispositivo móvel e somente depois disso ocorre a troca de dados via GPRS.
Fig. 1: Imagem mostrando o mecanismo de comunicação GPRS
Benefícios da tecnologia GPRS –
A tecnologia GPRS está desempenhando um papel vital no campo da comunicação de rede celular. Ela tem uma série de vantagens para usuários e operadoras de rede sobre o sistema GSM, como segue –
• Velocidade – Uma das grandes vantagens da tecnologia GPRS é que ela oferece uma taxa de dados muito maior em comparação ao sistema GSM. O alcance máximo que o GPRS pode fornecer é de 172 kbit/segundo no sistema 3G, enquanto que para o sistema 2G, o GPRS fornece 56-114 kbit/seg.
• Operação de comutação de pacotes – Ao contrário do GSM, que se baseia em técnicas de comutação de circuitos, a tecnologia GPRS utiliza comutação de pacotes em linha com a Internet. Esta tecnologia proporciona maior vantagem ao GPRS quando se funde com as técnicas da Internet.
• Conectividade “Always On” – Outra vantagem do GPRS é que ele oferece uma capacidade “Always On”. Como o GPRS é baseado na técnica de comutação de pacotes, o usuário paga taxas pela quantidade de dados transportados por ele/ela, enquanto o GSM é baseado na técnica de comutação de circuitos, na qual as taxas são baseadas no tempo de uso do circuito, ou seja, quanto tempo dura a chamada!
• Mensagens instantâneas e presença – Devido à maior velocidade de dados do GPRS, a troca de mensagens entre dois dispositivos é feita extremamente rápida no GPRS. Se o SMS for enviado por GPRS, a velocidade de transmissão de SMS de quase 30 SMS por minuto pode ser alcançada, enquanto com GSM a velocidade do SMS é de apenas cerca de 6 a 10 SMS por minuto. A diferença de velocidade pode ser observada usando GPRS e também GSM.
O GSM e o GPRS são as duas faces de uma única moeda chamada sistema, embora sejam operados separadamente. A tecnologia GSM transporta chamadas de voz e mensagens de texto, enquanto a tecnologia GPRS é usada para transferir dados junto com mensagens de voz e texto. Coletivamente, este sistema é referido como sistema GSM GPRS. O GPRS é um serviço de melhor esforço que implica passagem e latência variáveis que dependem do número de usuários que compartilham o serviço simultaneamente.
Módulo SIM800 –
Os dispositivos IOT podem ser conectados a uma rede GSM GPRS conectando-os a um modem GSM GPRS. Um dos modems GSM GPRS populares é o módulo SIM800 que possui total flexibilidade de recursos GSM/GPRS. Suporta frequência de banda quádrupla de 850/900/1800/1900 MHz. Pode transmitir informações de voz, SMS e dados com baixo consumo de energia. Ele fornece comunicação UART serial por meio de comandos AT com computador ou microcontrolador.
Fig. 2: Imagem típica do modem SIM800 GSM GPRS
O modem SIM800 possui os seguintes recursos –
• Quad-band 850/900/1800/1900MHz
• Bluetooth: compatível com 3.0+EDR
• Controle via comandos AT
• Faixa de tensão de alimentação 3,4~4,4V
• Baixo consumo de energia
Há muitos outros recursos do SIM800 disponíveis. Os recursos que devem ser conhecidos para usar o módulo são mencionados acima. No próximo tutorial, aprenda como o Modem SIM800 pode ser configurado para se conectar à rede GSM GPRS usando um PC como servidor TCP-IP.
