Workshop apresentado na ETEC de Registro/SP com a proposta de um projeto inteligente para gerenciamento de água, utilizando o conceito de IoT (Internet of Things) e tecnologias como, Linux, PHP, Raspberry Pi e Arduino.

1. 1° STARTUP BOOTCAMP
WORKSHOP: INTERNET DAS COISAS
PARA SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL
GUSTAVO CORREIA DE AQUINO CUSTÓDIO
Centro Paula Souza
ETEC de Registro/SP

2. SOBRE MIM
gustavo.aquino@outlook.com
facebook.com/gustavocaquino
@gustavocaquino

3. SOBRE MIM
 Técnico em Informática – Instituto Técnico do Vale do Ribeira;
 Bacharelado em Sistemas de Informação – Faculdade Carlos
Drummond de Andrade;
 MBA em Tecnologia de Software – Escola Politécnica da Universidade
de São Paulo.

4. SOBRE MIM
 Trabalho com desenvolvimento de software desde 2011;
 Desenvolvedor .NET <3;
 Mas já desenvolvi profissionalmente (ou não) com PHP, Java, JavaScript e outras
linguagens mais obscuras e menos conhecidas;
 99% Windows 10, mas aquele 1% é Ubuntu;
 Aguardando ansiosamente o lançamento dos Final Fantasies VII, XII e XV.

5. AGENDA
 PARTE 1
 Breve contexto e justificativas;
 PARTE 2
 IoT, Arduino, Raspberry Pi, Sensores, Containers, etc;
 Projeto desenvolvido;
 Arquitetura implementada;
 PARTE 3
 Demo;
 Conclusão e Referências.

6. PARTE 1 – JUSTIFICATIVA

7. ÁGUA NO MUNDO
Fonte: Live Science (2010)

8. ÁGUA NO MUNDO
 1,4 bilhão de km³ no planeta Terra;
 97,5% desses é composto de água salgada;
 Somente 2,5% são de água potável (34 milhões de km³);
 69,5% dessa não está disponível;
 30,1% está em aquíferos profundos;
 0,4% é encontrada na atmosfera terrestre.
Fonte: Revista Galileu (2015)

9. ÁGUA NO BRASIL
 O Brasil possuí 13% da água doce superficial do planeta;
 Distribuição desigual:
 81% concentrada na Região Hidrográfica Amazônica, com 5% da
população;
 Regiões banhadas pelo Atlântico que concentram 45,5% da população
possuem disponíveis apenas 2,7% dos recursos hídricos.
Fonte: Agência Nacional das Águas (2015)

10. ÁGUA NO SUDESTE BRASILEIRO
“Já a Região Sudeste apresenta algumas bacias hidrográficas com
problemas de criticidade mais relacionados à alta demanda e à
poluição hídrica (...) Esta é uma consequência direta da maior
concentração populacional existente na região (ali residem 42% de toda
população brasileira , além da maioria de seus habitantes, cerca de 92%,
estarem em áreas urbanas).”
Fonte: Agência Nacional das Águas (2014)

11. QUEM USA A ÁGUA DOCE?
Fonte: Agência Nacional das Águas (2009)

12. O QUE A INDÚSTRIA PODE FAZER PARA DIMINUIR
OS PROBLEMAS RELATIVOS À AGUA?
 Melhorar seus processos internos ao:
 Inovar: Pesquisar novas tecnologias de tratamento mais eficientes;
 Estimular fornecedores e compradores (...) para melhorar sua gestão dos
recursos hídricos;
 Continuar a reduzir o consumo de água;
 Mensurar e monitorar o uso da água.
Fonte: Agência Nacional das Águas (2009)

13. “Mensurar e monitorar o uso da água: Compreendendo sua
responsabilidade sobre o uso da água tanto dentro quanto
fora de suas instalações” (AGÊNCIA NACIONAL DAS ÁGUAS,
2009)

15. VAMOS MENSURAR E MONITORAR O
CONSUMO HÍDRICO!!!

16. PARTE 2 – A TECNOLOGIA
“A tecnologia move o mundo” (STEVE JOBS)

17. CONECTANDO TUDO À INTERNET
 Existem muitas definições para o conceito de Internet das Coisas;
 Depende de qual é a sua perspectiva sobre ela:
 Pela aplicação;
 Pela tecnologia;
 Pelo contexto industrial;
 Pelos benefícios.
Fonte: I-Scoop (2016)

18. “Internet das Coisas é a interconexão de dispositivos físicos,
veículos (também conhecidos como “dispositivos conectados”
e “dispositivos inteligentes”), construções e outros itens –
providos de chips eletrônicos, software, sensores, atuadores e
conectividade de rede que permitem que tais objetos
realizem a coleta e troca de dados.” (WIKIPEDIA)

19. CONECTANDO TUDO À INTERNET
 7 características cruciais:
 Conectividade;
 Coisas;
 Informação;
 Comunicação;
 Inteligência;
 Ação;
 Ecossistema.
Fonte: I-Scoop (2016)

21. IOT NO MUNDO CORPORATIVO
Fonte: Cisco (2016)

22. ATUADORES PARA A INTERNET DAS COISAS
 Microcomputadores;
 Microcontroladores;
 Sensores;
 Protocolos de comunicação;
 Infraestrutura;
 Software!

23. A INTERNET DAS COISAS
 Microcomputadores;
 Sensores;
 Infraestrutura;
 Software!

24. SYSTEM ON A CHIP
 Integra todos os componentes básicos de um computador em uma
única placa;
 Dispositivos eletrônicos de baixo consumo energético;
 Comumente aplicado em sistemas embarcados;
 Possuem funções analógicas, digitais, mixadas;
 Possuem interfaces de comunicação padronizadas como USB,
FireWire, Ethernet.

25. ARDUINO

26. ARDUINO
 Criado em 2005 para auxiliar estudantes a desenvolver protótipos e para
a iniciação em robótica;
 Possui pinos de I/O;
 Possui interface USB;
 Programação em alto nível nativamente com C através de seu SDK
multiplataforma;
 Possui diversos acessórios e shields para ampliar suas capacidades;
 Custo entre USD 10,00 e 90,00 .
Fonte: Arduino.org (2016)

27. MODELOS DE ARDUINO

28. RASPBERRY PI

29. RASPBERRY PI
 Concebido em 2006 na Universidade de Cambridge – Inglaterra – para
fins educacionais de desenvolvimento e ensino de programação para
escolas;
 Em 2011 teve sua produção massificada através do licenciamento e
acordo com fabricantes;
 Em dois anos vendeu mais de 2.000.000 de unidades pelo mundo;
 É suportado praticamente qualquer distribuição Linux;
 Sua versão 3 (2016) é distribuída com o Windows 10 IoT Core pela
Microsoft;
 Custo de USD 40,00.
Fonte: RaspberryPi.org (2016)

30. MICROSOFT WINDOWS 10 IOT CORE
Fonte: Developer Microsoft (2016)

31. RASPBERRY PI
 Especificações técnicas (v.3):
 Processador 1.2GHz 64-bit quad-core ARM Cortex-A53 CPU (~ Performance
de 10x com a versão Raspberry Pi 1);
 1GB de RAM;
 40 pinos GPIOs;
 Porta HDMI;
 4x USBs 2.0;
 Padrão Ethernet 802.11n, LAN e Bluetooth 4.1;
 Compatibilidade com as versões anteriores
 Possui diversos acessórios para diversas funcionalidades.
Fonte: RaspberryPi.org (2016)

32. A INTERNET DAS COISAS
 Microcomputadores;
 Sensores;
 Infraestrutura;
 Software!

33. SENSORES

34. SENSOR DE VAZÃO DE FLUXO HALL EFFECT
“Este tipo de sensor apesar de não ser citado
na norma NBR 10369 é considerado como um
medidor de velocidade pois utiliza o mesmo
princípio através de uma turbina que gira de
acordo com a velocidade do fluído. Porém ele
usa o um fenômeno magnético para
contabilizar os giros pelo efeito hall.”
(CERQUEIRA, 2015)

35. A INTERNET DAS COISAS
 Microcomputadores;
 Sensores;
 Infraestrutura;
 Software!

36. INFRAESTRUTURA

37. INFRAESTRUTURA – CONTAINERS DOCKER

38. INFRAESTRUTURA – CONTAINERS DOCKER
 NÃO é virtualização;
 Tecnologia de código aberto que permite manipular aplicações
distribuídas dentro de containers de software;
 Multiplataforma;
 Permite a criação de uma unidade executável e padronizada que
contém TUDO o que o software necessita para sua execução: código,
runtime, dependências, ambiente, bibliotecas de sistema operacional,
etc.
Fonte: Amazon.com (2016)

39. VIRTUAL MACHINE X CONTAINER
Fonte: Docker.com (2016)

40. A INTERNET DAS COISAS
 Microcomputadores;
 Sensores;
 Infraestrutura;
 Software!

41. PROJETO DROP H²O

42. PROJETO DROP H²O
 Aplicação baseada em conceitos web;
 Coleta dados através de sensores que captam a vazão hídrica e envia
para servidores os processarem e armazenarem;
 Baixo custo de implementação;
 Fácil utilização, levando em consideração a experiência do usuário;
 Inicialmente desenvolvido em ambiente simulado;
 Utilização de Software Livre em toda a pipeline.

43. PROJETO DROP H²O
 Tecnologias usadas:

44. PROJETO DROP H²O

45. PROJETO DROP H²O

47. PARTE 3 – DEMO

48. CONCLUSÕES
 Os recursos hídricos são limitados, mal distribuídos em nosso País,
sendo necessário maior eficiência de seu uso;
 Como recomendações da ANA, a indústria pode tomar ações para
mitigar os problemas relacionados ao consumo desses recursos;
 A constante evolução tecnológica está ao nosso favor!
 Criar soluções baseadas em ecossistemas IoT é fácil e barato;
 Estímulo ao uso de Software Livre;
 “Busquem conhecimento” (E.T. Bilu, 2010)

49. REFERÊNCIAS
 PARTE 1:
 http://www.livescience.com/29673-how-much-water-on-earth.html
 http://revistagalileu.globo.com/Revista/Galileu/0,,EDG82626-7943-201,00-
O+PLANETA+PEDE+AGUA.html
 http://www2.ana.gov.br/Paginas/imprensa/noticia.aspx?id_noticia=12683
 http://www3.snirh.gov.br/portal/snirh/centrais-de-conteudos/conjuntura-dos-recursos-
hidricos/crisehidrica2014.pdf
 http://arquivos.ana.gov.br/imprensa/publicacoes/fatosetendencias/edicao_2.pdf

50. REFERÊNCIAS
 PARTE 2:
 http://www.i-scoop.eu/internet-of-things/
 https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_things
 http://www.cisco.com/c/pt_br/solutions/internet-of-things/overview.html
 http://www.arduino.org/
 http://www.raspberrypi.org/
 https://developer.microsoft.com/pt-br/windows/iot/win10/AdafruitMakerKit#pagenotfound
 https://aws.amazon.com/pt/docker/
 https://www.docker.com/what-docker

51. OBRIGADO!