Apresentacao sobre Internet das Coisas: mudanças entre as edições

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=CONCEITOS, PROTOCOLOS, TECNOLOGIAS E FERRAMENTAS PARA APLICAÇÕES DE INTERNET DAS COISAS=
=Conceitos, Protocolos, Tecnologias e Ferramentas<br> para Aplicações de Internet das Coisas=
:'''Evandro Cantú'''
:'''Evandro Cantú'''
:Professor da Área de Informática
:Professor da Área de Informática
:IFPR - Campus Foz do Iguaçu
:IFPR - Campus Foz do Iguaçu
==Aplicações==
;Internet das Coisas: A '''Internet das Coisas''' pode ser vista como um extensão da Internet, na qual objetos do mundo físico são conectados a rede para fins de monitoramento e controle.
;Aplicações de Internet das Coisas:
*'''Bens e consumo''', como smartphones, televisores, geladeiras e outros aparelhos inteligentes.
*'''Casas inteligentes''',  como automatização e monitoramento da iluminação, climatização, segurança ou o consumo de energia em uma residência.
*'''Cidades inteligentes''', como semáforos automatizados, controle da iluminação pública, controle e monitoramento do transporte coletivo.
*'''Comercio e logística''', como controle de estoque e rastreamento de produtos.
*'''Indústria''', criando produtos, linhas de produção e serviços inteligentes, envolvendo processamento na nuvem da Internet e a troca de informações entre os diferentes tipos de sensores, controladores e atuadores.
*'''Agricultura''', também envolvendo processamento na nuvem da Internet e troca de informações entre sensores e atuadores localizados em campo.
==O que é Internet das Coisas==
Segundo: [[Arquivo:IoT-FromHipeToReality.jpeg|150px]] <ref name=Rayes&Salam>Ammar Rayes & Samer Salam. [[Media:InternetOfThingsFromHypeToReality.pdf|Internet of Things From Hype to Reality]]: The Road to Digitization, Springer, 2019.</ref>
A '''Internet das Coisas''' ('''IoT''') pode ser considerada uma rede de dispositivos físicos, destacando <ref name=Rayes&Salam/>:
*'''Sensores''': para coletar informação.
*'''Identificadores''': para identificar a fonte dos dados (ex. sensor, dispositivo).
*'''Software''': para analisar dados.
*'''Conectividade com Internet''': para comunicação e notificação.
A ideia principal da '''IoT''' é '''conectar coisas''' (sensores, dispositivos, máquinas, pessoas, animais, árvores, etc) e realizar '''processamento''' de dados através da '''Internet''' para fins de '''monitoramento''' e '''controle'''.
Em sua definição mais simples pode ser considerada a intersecção de '''coisas''', '''dados''' e a '''Internet'''.
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===Como monitorar coisas em qualquer lugar do mundo?===
Os requisitos básicos para IoT são <ref name=Rayes&Salam/>:
*'''identificação única''' para as coisas;
*habilidade de '''sensoriamento''' (ou '''atuação''') de alguma informação sobre as coisas;
*habilidade de '''comunicação''' entre as coisas;
*habilidade de '''controle''' e '''gerenciamento''' das as coisas
[[Arquivo:Basic-requirements-for-IoT.png|400px]] <ref name=Rayes&Salam/> (p. 5)
O '''monitoramento''' e/ou '''controle''' de um sistema de IoT pode ser realizado por pessoas ou máquinas.
;Quatro níveis de referência para as soluções de IoT:
:*'''Dispositivos de IoT''' (coisas: sensores e atuadores);
:*'''Rede de IoT''' (infraestrutura de transporte de dados);
:*'''Plataformas de serviços de IoT''' (softwares conectando coisas e aplicações e provendo monitoramento do sistema);
:*'''Aplicações de IoT'''.
[[Arquivo:IoT-reference-levels.png|400px]] <ref name=Rayes&Salam/> (p. 8)
==Limitações dos protocolos da Internet para Internet das Coisas==
[[Arquivo:Protocolos_Redes_Internet.png]]
==Requisitos tecnológicos==
;Visão baseada nos seguintes autores:
[[Arquivo:IoT-FromHipeToReality.jpeg|190px]] <ref name=Rayes&Salam>Ammar Rayes & Samer Salam. [[Media:InternetOfThingsFromHypeToReality.pdf|Internet of Things From Hype to Reality]]: The Road to Digitization, Springer, 2019.</ref> [[Arquivo:Rethinking-IoT.jpeg|300px]] <ref name=Costa>Francis da Costa. [[Media:Rethinking-Internet-Of-Things-Book.pdf|Rethinking Internet of Things]]: A scalable approach to connecting everything. Apress Open, 2013.</ref>
*'''[[Internet das Coisas do exagero a realidade]]'''
*'''[[Repensando a Internet das Coisas]]'''
==Novos protocolos de rede para Internet das Coisas==
[[Arquivo:Protocolos_Redes_IoT.png]]
==Organização em camadas para aplicações de Internet das Coisas==
[[Arquivo:Arquitetura-IoT2.png]]
==Protocolos de aplicação MQTT e CoAP==
*'''[[MQTT]]'''
*'''[[CoAP]]'''
==Tecnologias para prototipagem em Internet das Coisas==
===Ferramentas de Software===
*'''[[Docker]]'''
O '''Docker''' é um '''contêiner''', que é uma unidade padronizada de software que permite aos desenvolvedores isolar suas aplicações do meio no qual vai rodar.
A imagem de um contêiner Docker é leve, roda de forma independente, e possui todas os requisitos necessários para rodar as aplicações, como códigos, ferramentas de sistema, bibliotecas e configurações.
*'''[[Mosquitto]]'''
O '''Mosquitto''' é um Brocker MQTT que implementa o modelo '''publilsher/subscriber''' e pode ser utilizado em aplicações de '''Internet das Coisas'''.
O Mosquitto oferece comandos de linha como '''mosquitto_pub''' e '''mosquitto_sub''' para publicar e subscrever no '''brocker''', respectivamente, além de bibliotecas em C para implementação de cliente MQTT.
*'''[[Node-RED]]'''
O '''Node-RED''' é uma ferramenta de programação '''''Low Code''''', voltada para '''Internet das Coisas''', que permite interligar dispositivos físicos, ambientes de desenvolvimento de software e serviços em nuvem.
===Dispositivos de Hardware===
*'''Arduíno'''
[[Arquivo:PinosArduinoUno.png|200px]]
*'''ESP8266''' e '''ESP32'''
[[Arquivo:NodeMCU_ESP8266.jpg|300 px]] [[Arquivo:ESP8266.jpg|150px]]
*'''Raspberry Pi''' / '''Pico'''
[[Arquivo:RaspberryPi.jpg|300 px]] [[Arquivo:RaspberryPico.jpg|300 px]]
==Oficinas e Laboratórios==
;[[MQTT e Arduino| Laboratório: MQTT e Arduino]]
;[[MQTT e ESP8266| Laboratório: MQTT e ESP8266]]
;[[Laboratorios: Node-RED|Laboratórios: Node-RED]]
==Referências==
<references />
[[Categoria:IoT]]
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[[Usuário:Evandro.cantu|Evandro.cantu]] ([[Usuário Discussão:Evandro.cantu|discussão]]) 09h26min de 24 de abril de 2021 (-03)
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Edição atual tal como às 14h30min de 28 de abril de 2021

Conceitos, Protocolos, Tecnologias e Ferramentas
para Aplicações de Internet das Coisas

Evandro Cantú
Professor da Área de Informática
IFPR - Campus Foz do Iguaçu

Aplicações

Internet das Coisas
A Internet das Coisas pode ser vista como um extensão da Internet, na qual objetos do mundo físico são conectados a rede para fins de monitoramento e controle.
Aplicações de Internet das Coisas
  • Bens e consumo, como smartphones, televisores, geladeiras e outros aparelhos inteligentes.
  • Casas inteligentes, como automatização e monitoramento da iluminação, climatização, segurança ou o consumo de energia em uma residência.
  • Cidades inteligentes, como semáforos automatizados, controle da iluminação pública, controle e monitoramento do transporte coletivo.
  • Comercio e logística, como controle de estoque e rastreamento de produtos.
  • Indústria, criando produtos, linhas de produção e serviços inteligentes, envolvendo processamento na nuvem da Internet e a troca de informações entre os diferentes tipos de sensores, controladores e atuadores.
  • Agricultura, também envolvendo processamento na nuvem da Internet e troca de informações entre sensores e atuadores localizados em campo.

O que é Internet das Coisas

Segundo: [1]

A Internet das Coisas (IoT) pode ser considerada uma rede de dispositivos físicos, destacando [1]:

  • Sensores: para coletar informação.
  • Identificadores: para identificar a fonte dos dados (ex. sensor, dispositivo).
  • Software: para analisar dados.
  • Conectividade com Internet: para comunicação e notificação.

A ideia principal da IoT é conectar coisas (sensores, dispositivos, máquinas, pessoas, animais, árvores, etc) e realizar processamento de dados através da Internet para fins de monitoramento e controle.

Em sua definição mais simples pode ser considerada a intersecção de coisas, dados e a Internet.

[1] (p. 3)

Como monitorar coisas em qualquer lugar do mundo?

Os requisitos básicos para IoT são [1]:

  • identificação única para as coisas;
  • habilidade de sensoriamento (ou atuação) de alguma informação sobre as coisas;
  • habilidade de comunicação entre as coisas;
  • habilidade de controle e gerenciamento das as coisas

[1] (p. 5)

O monitoramento e/ou controle de um sistema de IoT pode ser realizado por pessoas ou máquinas.

Quatro níveis de referência para as soluções de IoT
  • Dispositivos de IoT (coisas: sensores e atuadores);
  • Rede de IoT (infraestrutura de transporte de dados);
  • Plataformas de serviços de IoT (softwares conectando coisas e aplicações e provendo monitoramento do sistema);
  • Aplicações de IoT.

[1] (p. 8)

Limitações dos protocolos da Internet para Internet das Coisas

Requisitos tecnológicos

Visão baseada nos seguintes autores

[1] [2]

Novos protocolos de rede para Internet das Coisas

Organização em camadas para aplicações de Internet das Coisas

Protocolos de aplicação MQTT e CoAP

Tecnologias para prototipagem em Internet das Coisas

Ferramentas de Software

O Docker é um contêiner, que é uma unidade padronizada de software que permite aos desenvolvedores isolar suas aplicações do meio no qual vai rodar.

A imagem de um contêiner Docker é leve, roda de forma independente, e possui todas os requisitos necessários para rodar as aplicações, como códigos, ferramentas de sistema, bibliotecas e configurações.

O Mosquitto é um Brocker MQTT que implementa o modelo publilsher/subscriber e pode ser utilizado em aplicações de Internet das Coisas.

O Mosquitto oferece comandos de linha como mosquitto_pub e mosquitto_sub para publicar e subscrever no brocker, respectivamente, além de bibliotecas em C para implementação de cliente MQTT.

O Node-RED é uma ferramenta de programação Low Code, voltada para Internet das Coisas, que permite interligar dispositivos físicos, ambientes de desenvolvimento de software e serviços em nuvem.

Dispositivos de Hardware

  • Arduíno

  • ESP8266 e ESP32

  • Raspberry Pi / Pico

Oficinas e Laboratórios

Laboratório: MQTT e Arduino
Laboratório: MQTT e ESP8266
Laboratórios: Node-RED

Referências

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Ammar Rayes & Samer Salam. Internet of Things From Hype to Reality: The Road to Digitization, Springer, 2019.
  2. ↑ Francis da Costa. Rethinking Internet of Things: A scalable approach to connecting everything. Apress Open, 2013.

Evandro.cantu (discussão) 09h26min de 24 de abril de 2021 (-03)

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