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

Página Wiki com síntese do Livro (DIAS, 2016) .

Internet of Things - The role of reconfigurable platforms

Mapas Conceituais com síntese do Artigo (PEÑA etall, 2017) : IoT: Conceitos e Arquitetura

Integração de ferramentas para IoT

Apresentação (MONTEZ, 2020) .

Trade-offs involved in the choice of cloud service configurations when building secure, scalable, and efficient Internet-of-Things networks

Artigo: (MISHRA etal, 2020) .

Notas de síntese:

Sensores do ambiente são controlados pelo ESP8266, o qual coleta dados e envia, via rede sem fio, através do protocolo MQTT, para um Raspberry Pi que atua como hub de sensores.

O hub de sensores envia os dados através do protocolo HTTP a um Web Service e banco de dados MySQL, rodando num Ubuntu hospedado nuvem da Amazon Web Services (AWS).

Rethinking the Internet of Things

Livro (Costa, 2013)

O crescimento do número de dispositivos voltados a Internet das Coisas e predominância da comunicação máquina máquina (M2M) vai exigir outro tipo de infraestrutura de rede.

Algumas razões que justificam uma nova estrutura de rede.

• Apesar do IPv6 atender o requisito de endereçamento para os dispositivos para IoT, como sensores e atuadores, a maioria deles têm limitações de processamento, memória e taxas de transmissão para suportar a pilha de protocolos IP.
• A implementação do IP exige conhecimento da rede por parte dos dispositivos, como a definição de endereços MAC para todos os tipos de dispositivos.
• As necessidades de rede dos dispositivos de IoT são completamente diferentes da comunicação da Internet. O tipo de informação trocada entre estes dispositivos envolve dados assimétricos, com mais dados fluindo dos sensores, que o contrário, e, em muitos casos, a perda de uma mensagem ou ruídos não terão consequências catastróficas. Muitos desdes dispositivos vão operar de forma autônoma, independente de ter ou não alguém "escutando" por uma informação.
• Quando há sensoreamento em tempo real e laços estritos de resposta, o controle fim a fim da das arquiteturas de rede tradicionais falham.
• A comunicação par-a-par das redes IP dificultam a riqueza da comunicação entre os dispositivos para IoT. Para estes, somente um modelo como publisher/subscriber pode atender as demandas de escala e de coleta de informações dos sensores e distribuição das mesmas aos interessados nos dados.

Tecnologias e Ferramentas para Internet das Coisas

MQTT

Página Wiki sobre protocolo MQTT.

O 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). O MQTT trabalha no topo da pilha de protocolos TCP/IP.

Mosquitto

Página Wiki sobre brocker Mosquitto.

O Mosquitto é um brocker MQTT open source, que pode ser utilizado desde computadores de placa única até servidores.

MQTT e Mosquitto: Analise do protocolo com Wireshark

Nesta página Wiki estão descritos experimentos visando a análise do protocolo MQTT e brocker Mosquitto utilizando captura de mensagens com Wireshark.

MQTT e Arduino

Nesta página Wiki estão descritos experimentos utilizando um Arduíno e a biblioteca MQTT para comunicação com um brocker Mosquitto.

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.

Site: knolleary: Words and things by Nick O'Leary

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 e são responsáveis com monitorar e eventualmente controlar as condições do ambiente. O hardware de cada sensor possui componentes para realizar o sensoreamento, capacidade de processamento e interface de comunicação.

LoRa

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

TinkerCAD

Emulador para Arduíno e circuitos eletrônicos.

Orange Pi

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

Computação em Nuvem

Categorias de serviços de computação em nuvem (Clould Computing)

• 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.

AWS

AWS é uma plataforma de serviços de computação em nuvem oferecida pela Amazon.com.

Docker

Página Wiki sobre contêineres 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.

Alpine Linux

Distribuição Linux minimalista, simples e segura (Alpine: Small. Simple. Secure.), ideal para dispositivos embarcados com hardware reduzido.

Ver exemplo de uso de alpine no Docker.

NGINX

Tecnologias para Websites

Referências

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