Tecnologias sem Fio: Confiabilidade do projeto SAWiM (parte 1 de 2)

Fábio Damião Barbosa Ricci

Redes Mesh sem fio possuem grandes vantagens comparadas às redes cabeadas, destacando-se principalmente pelo baixo custo, implementação gradual e tolerância a falhas [1]. Elas podem ser tão confiáveis quanto redes cabeadas através do uso adequado de protocolos de comunicação, encriptação, modulação de sinal, uso adequado de antenas, topologia de rede etc. Tais ferramentas foram desenvolvidas e aperfeiçoadas justamente para garantir à comunicação sem-fio as características já inerentes de uma comunicação cabeada.

Baseada nestas premissas o projeto SAWiM [2] busca conciliar esta confiabilidade de comunicação com o desenvolvimento de um novo tipo de controlador semafórico.

Em visita realizada ao estande de empresas fabricantes de controladores semafóricos na feira de infraestrutura de transportes TranspoQuip [3] em 2009, houve certa resistência a um novo conceito de controlador semafórico, já que este é um produto desenvolvido há muito tempo e com muito cuidado para garantir confiabilidade de operação. Com isso, sua tecnologia pouco evoluiu no decorrer de décadas. Devido a esta lenta evolução, pôde-se perceber grande interesse por parte de engenheiros da empresa sobre a nova tecnologia de Rede Mesh, que poderia ser utilizada na interligação dos controladores de tráfego com a central de controle e, com isso, além de garantir a tão consagrada confiabilidade dos controladores eletrônicos de tráfego, garantir também sua controlabilidade a partir de um centro de gerência.

O desenvolvimento do projeto SAWiM deve gerar um produto capaz de se adequar às especificações das companhias de engenharia de tráfego metropolitanas, que estabelecem as mínimas condições técnicas e funcionais. Tais exigências especificam características técnicas básicas, características funcionais, modos de operação, características gerais de projeto e construção, documentação técnica, ensaios, inspeção e aceitação.

Apesar dos semáforos aparentarem para o usuário serem apenas dispositivos simples que acionam lâmpadas, todas as suas especificações são complexas com parâmetros técnicos e funcionais detalhados, como por exemplo os que especificam sequência de cores, períodos de entreverdes e tempos de segurança, tipos de estágios quanto ao tempo de duração (fixa ou variável) e quanto a ocorrência dentro do ciclo de duração (dispensáveis ou indispensáveis).

Esta e outras normas devem ser seguidas por se tratar de um dispositivo que deve lidar com a vida humana. Sua padronização elétrica e funcional garante a homogeneidade e confiabilidade do sistema semafórico como um todo.

O projeto do controlador SAWiM é composto por 2 módulos interligados por um cabo: um módulo Mesh que possui um sistema Linux embarcado responsável pela programação e comunicação, e um módulo Atuador. Sua principal diferença com um controlador convencional é o fato de haver um controlador por semáforo e sua comunicação adjacente e programação de ações são feitas pelo software rodando em Linux no módulo Mesh, permitindo, com isso, uma grande maleabilidade de ações e processamento devido à grande flexibilidade operacional de um sistema Linux. O módulo Atuador se responsabiliza pela realização das ações, medições e sensoriamento, comunicando-se intermitentemente com o módulo Mesh.

A comunicação em Rede Mesh é feita com semáforos intra-grupo quando é necessária a alteração de sinalização em apenas um grupo semafórico e também pode ser feita inter-grupos, quando é necessária uma sincronização entre grupos semafóricos, de cruzamentos diferentes.

A ilustração abaixo descreve um exemplo simplificado de comunicação:

Exemplo de comunicação entre controladores SAWiM.

Neste exemplo, temos a comunicação intra-grupo entre o controlador mestre, seu adjacente e seu opositor. Também há comunicação inter-grupos entre 2 controladores SAWiM mestres. Neste exemplo de comunicação inter-grupos, o controlador mestre A envia uma mensagem de comando ao controlador mestre B para alterar sua sinalização após um período de t segundos, realizando, com isso, a sincronização sequencial de tempos de verde (onda verde [4]).

Por tudo isso, o projeto SAWiM tem como objetivo quebrar paradigmas de sistemas de controladores semafóricos, desenvolvendo uma nova tecnologia passível de grande confiabilidade, maleabilidade funcional e baixo custo. Apesar disso, por se tratar de um novo produto em desenvolvimento, ainda é impossível compararmos sua confiabilidade com os consagrados controladores atuais.