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
Livros:
Rethinking Internet of Things
Página Wiki Repensando a Internet das Coisas com síntese de algumas ideias do Livro (Costa, 2013) [1]
Internet of Things From Hype to Reality
Página Wiki Internet das Coisas do exagero a realidade com síntese de algumas ideias do livro (Rayes and Salam, 2019) [2].
Internet das Coisas sem mistério
Página Wiki Internet das Coisas sem mistério com síntese do Livro (DIAS, 2016) [3].
Artigos sobre Internet das Coisas
Redes de Comunicação para Internet das Coisas
Camada Enlace
LLN (low-power and lossy networks)
Muitos desenvolvimentos em IoT utilizam tecnologias de enlace desenvolvidas para dispositivos com limitações de processamento, memória e energia, referidas como redes LLN (low-power and lossy networks). Fazem partes das redes LLN as tecnologias de enlace IEEE 802.15.4, Bluetooth, Low Power Wi-Fi, ou PLC (Power-Line Communication).
IEEE 802.15.4
Página Wiki sobre IEEE 802.15.4e Shield XBee para Arduino.
As redes padronizadas IEEE 802.15.4 estão focadas em soluções de comunicação sem fio com baixa taxa de transmissão e baixo consumo de energia, com destaque para a tecnologia Zigbee.
LoRa WAN
Página Wiki sobre LoRa WAN.
LoRa WAN (Long Range) é uma rede sem fio de baixa potência para longas distâncias, bastante utilizada para conectar dispositivos 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.
Camada Rede
IPv6
Página Wiki sobre IPv6.
6LowPAN
Página Wiki sobre 6LowPAN
Adapta a camada rede da Internet, em particular para IPv6, para as limitações de tamanho do quadro impostas pelas redes LLN.
Time-Sensitive Networking
As redes TSN (Time-Sensitive Networking) foram desenvolvidas para aplicações industriais e de automação com requisistos estritos de tempo.
Camada Transporte
A Camada de Transporte da Internet tem a função de prover um canal de comunicação lógico fim a fim entre os processos de aplicação.
TCP
O TCP é um protocolo orientado a conexão com grande overhead e, portanto, nem sempre adequado para dispositivos com baixa capacidade de processamento e memória e limitações no consumo de energia.
UDP
O UDP é um protocolo sem conexão, ou best effort, com pequeno overhead, sendo, portanto, uma opção mais adequada para sistemas de Internet das Coisas.
Os exemplos de camadas de transporte seguras incluem a TLS (Transport Layer Security) sobre TCP e o DTLS (Datagram Transport Layer Security), que é baseado em UDP, e que pode ser utilizado opcionalmente para o transporte seguro de mensagens CoAP.
Camada Aplicação
CoAP
Página Wiki sobre CoAP.
O CoAP (Constrained Application Protocol) é uma alternativa mais leve ao HTTP, com alvo nos dispositivos limitados em termos de energia e comunicação (redes LLN). O CoAP usa UDP, ao invés do TCP usado pelo HTTP, reduzindo o overhead de mensagens ocasionado pela abertura e encerramento de uma conexão TCP.
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. O MQTT trabalha no topo da pilha de protocolos TCP/IP.
Laboratórios com tecnologias para Internet das Coisas
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 e uso de contêineres Docker para montagem dos cenários de teste.
MQTT e Arduino
Nesta página Wiki estão descritos experimentos utilizando um Arduíno e a biblioteca MQTT para comunicação com um brocker Mosquitto.
Tecnologias e Ferramentas para Internet das Coisas
Node-RED
Página Wiki sobre ferramenta de programação low code 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.
Cayenne
Página Wiki sobre a plataforma de programação Low Code orientada ao hardware Cayenne.
O Cayenne é uma plataforma de programação Low Code, orientada ao hardware, voltada para o desenvolvimento de sistemas para Internet das Coisas, a qual permite desenvolver aplicações Web ou Android para interagir com os dispositivos de hardware.
Computação em Nuvem
Computação em nuvem se refere a um modelo que provê acesso sobre demanda a recursos computacionais disponíveis através da rede Internet.
- Categorias de serviços de computação em nuvem (Clould Computing)
- SaaS: Software como Serviço
- PaaS: Plataforma como Serviço
- IaaS: Infraestrutura como Serviço
- Fog Computing
- Refere-se a uma plataforma integrada de computação, armazenamento e serviços de rede que são altamente distribuídos e virtualizados. Esta plataforma pode ser estendida até a localidade dos dispositivos de IoT e gateways, trazendo serviços de computação próximo ao local onde são produzidos (p.ex. sensores) ou consumidos (p. ex. atuadores).
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.
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.
- Interação do Firebase com Node-RED
- Ver Node-RED.
AWS
AWS é uma plataforma de serviços de computação em nuvem oferecida pela Amazon.com.
- Uso do AWS para rodar Node-RED
- Ver Node-RED.
Hardware para Internet das Coisas
TinkerCAD
Emulador para Arduíno e circuitos eletrônicos.
Orange Pi
Projetos envolvendo IoT
OpenHAB
O OpenHAB é um projeto aberto para apoiar usuários na automação residencial.
Open Energy Monitor
O Open Energy Monitor é um projeto open source para monitoramento de energia e explorar os campos de energias renováveis e com zero emissão de carbono.
Referências
- ↑ Francis da Costa. Rethinking Internet of Things: A scalable approach to connecting everything. Apress Open, 2013.
- ↑ Ammar Rayes & Samer Salam. Internet of Things From Hype to Reality: The Road to Digitization, Springer, 2019.
- ↑ DIAS, Renata Rampim de Freitas,. Internet das Coisas sem mistérios: Uma nova inteligência para os negócios. São Paulo: Netpress Books, 2016.
- ↑ . Integração de ferramentas para IoT, Disciplina TISA – Técnicas de Implementação de Sistemas Automatizados, Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, UFSC, 2020.
Evandro.cantu (discussão) 10h19min de 25 de março de 2020 (-03)
