Estudos sobre IoT

Estudos sobre Internet das Coisas (IoT- Internet of Things)

Estudos e experimentações sobre Internet das Coisas realizadas durante o Estágio de Pós-Doutorado na Pós Graduação em Automação e Sistemas da UFSC, por Evandro.cantu (2020).

Estudos sobre Internet das Coisas

Internet das Coisas sem mistério

(DIAS, 2016)

Internet of Things - The role of reconfigurable platforms

(PEÑA etall, 2017)

• Mapas Conceituais: IoT: Conceitos e Arquitetura

Tecnologias e Ferramentas para Internet das Coisas

TinkerCAD

Emulador para Arduíno e circuitos eletrônicos.

MQTT

MQTT (Message Queue Telemetry Transport)

É um protocolo de mensagens para sensores e pequenos dispositivos móveis, baseado no modelo Publicador/Subscritor, ideal para aplicações de Internet das Coisas, em particular para a comunicação máquina a máquina (M2M - Machine to Machine).

MQTT and WebSphere MQ Telemetry

LAMPKIN etal (2012).

As aplicações de Internet das Coisas podem envolver abordagens avançadas de telemetria, de forma a poder conectar diferentes dispositivos inteligentes em atividades de sensoreamento, monitoramento e controle, além da conexão dos mesmos a Internet ou a sistemas de controle central.

MQTT

Conceitos básicos:

• Publicador/Subscritor: O protocolo MQTT é baseado no princípio de publicar mensagens (Publisher) e subscrever tópicos (Subscriber) para receber mensagens, conhecido como modelo Publisher/Subscriber.

  Um cliente pode subscrever tópicos e receber mensagens de atualizações quando algo for publicado sobre este tópico. Alternativamente, um cliente pode publicar mensagens relativas a um dado tópico e deixá-la disponível para os assinantes.

• Tópicos e subscrições: As mensagens MQTT são publicadas em tópicos (Topic), que são áreas de interesse.

  Os clientes, por sua vez, assinam para receber mensagens de uma dada subscrição. As subscrições podem ser explicitas, ou organizadas hierarquicamente, com o cliente usando Wildcards (#) para receber mensagens de uma variedade de tópicos.

• Qualidade de Serviço:

Mosquitto

Mosquitto é um Brocker MQTT.

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.

Redes de Comunicação para Internet das Coisas

WSN

WSN (Wireless Sensor Network), ou Redes de Sensores Sem Fio, são redes interligando sensores e outros dispositivos remotos, dispersos espacialmente, responsáveis com monitorar e eventualmente controlar as condições do ambiente, temperatura, umidade, pressão, etc.

=LoRa WAN

LoRa (Long Range) é uma rede sem fio de baixa potência para longas distâncias, bastante utilizada para conectar dispositivos para Internet das Coisas.

Hardware para Internet das Coisas

Orange Pi

• https://www.embarcados.com.br/primeiros-passos-orange-pi-pc-plus-h3/

Clould Computing

Categorias de serviços de computação em nuvem

• SaaS: Software como Serviço
• PaaS: Plataforma como Serviço
• IaaS: Infraestrutura como Serviço

FireBase

O Firebase é uma plataforma de computação em nuvem para desenvolvimento de aplicativos para dispositivos móveis e para Web, mantida pela Google.

Firebase Realtime database

Implementa um banco de dados NoSQL que fornece as aplicações clientes atualizações em tempo real (“realtime” updates) quando os dados mudam na base de dados.

Operações básicas no banco de dados:

• set() - Salva dado em uma referência específica, substituindo o valor anterior.
• push() - Adiciona dado em uma lista de valores.
• once() - Lê dado de uma referência e acompanha qualquer mudança no mesmo.

Docker

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.

https://www.docker.com/resources/what-container

Instalação do Docker no Ubuntu 18.04

• https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu/
• https://docs.docker.com/install/linux/linux-postinstall/

Verificar status da instalação:

sudo systemctl status docker

Hello Wolrd:

sudo docker run hello-world 

Quando manda rodar uma aplicação ou sistema o Docker verifica se há imagem está disponível localmente, se não, faz o download e em seguida executa.

Iniciar uma máquina Ubuntu em um contêiner:

docker run -it --name ubuntu1 ubuntu

A opção -i abre terminal interativo, a opção -d roda em segundo plano.

Colocar contêiner em segundo plano:

CTRL-p CTRL-q

Listar contêiners ativos:

docker container ps (-a todos os contêiners, ativos e inativos)

Voltar ao terminal do contêiner:

docker attach ubuntu1

Parar e remover contêiner:

docker stop ubuntu1
docker rm ubuntu1

Listar imagens:

docker images

Remove imagens

docker rmi imagem

Configuração de rede

O Docker usa diferentes drivers para conectividade em rede https://docs.docker.com/network/:

• bridge: Configuração default, cria contêiner dentro da sub-rede (172.17.0.0/16): https://docs.docker.com/network/bridge/
  • Tutorial: https://docs.docker.com/network/network-tutorial-standalone/
• host: Usa a configuração de rede do host diretamente: https://docs.docker.com/network/host/
  • Tutorial: https://docs.docker.com/network/network-tutorial-host/
• macvlan: Atribui um MAC address ao contêiner e faz ele aparecer como uma rede física: https://docs.docker.com/network/macvlan/
  • Tutorial: https://docs.docker.com/network/network-tutorial-macvlan/
• none: Desabilita rede.

Alpine Linux

Distribuição Linux

NGINX

Tecnologias para Websites

Referências

Evandro.cantu (discussão) 10h19min de 25 de março de 2020 (-03)