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Internet das Coisas,
uma abordagem prática
Apresentação
Formação Acadêmica
• Técnico em Informática – Etec Waldyr Duron Júnior – (Junho 2011);
• Tecnólogo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas – Fatec Ourinhos –
(Dezembro de 2014);
• Pós Graduação Latu-Sensu em Eletrônica Embarcada – Centro universitário
Salesiano de São Paulo – UNISAL (2018).
Histórico Profissional
• Monitor Voluntário de TI – E.E Ataliba Leonel – Piraju-SP (2007-2008) ;
• Analista de Tecnologia – Chiptronic Tecnologia Automotiva - (Julho - 2011);
• Professor no curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas – Faculdade
Eduvale Avaré(2017)
Pauta
◎ Conceito de Internet das Coisas e Conceito de
Conectividade;
◎ Viabilização da implementação dos conceitos,
em vista a popularização dos componentes
eletrônicos;
◎ Aplicabilidade e Suporte;
◎ Exemplos Práticos
1.
Compreendendo os
Conceitos
Não precisa necessariamente estar
online...
4
Conceito de Conectividade
◎ De acordo com os dicionários, a palavra
conectividade, é a característica ou qualidade do
que é conectivo.
◎ Porém na prática, é o principal recurso que
permite que equipamentos, distintos entre si,
possam trocar informações, através de um canal
de comunicação comum.
Conceito de Conectividade
Internet das Coisas
Internet das Coisas
◎ Não é um conceito novo, há pouco mais de 20
anos, com a popularização da internet, já havia a
intenção de conectar “coisas” através da
internet.
◎ Contudo, para o contexto histórico isso era
pouco viável, devido aos altos custos, e a
ausência de algumas tecnologias comuns
atualmente.
Internet das Coisas
◎ A primeira tecnologia associada ao conceito de
Internet das Coisas foi o RFID. Essa tecnologia
surgiu na década de 1940, com os transponders
utilizados nos aviões durante a segunda guerra
mundial.
Internet das Coisas
Internet das Coisas
Internet das Coisas
Internet das Coisas
◎ O conceito de Internet das coisas, não trata
apenas do envio de comandos através da
internet ou mesmo de redes internas, Trata
também de torna-las mais inteligentes,
capacitando-as para coletar e processar
informações do ambiente onde se encontram.
Internet das Coisas
◎ A implantação da Internet das Coisas está
mudando totalmente a maneira como
interagimos com as coisas ao nosso redor, no
trânsito, nos meios de pagamento e também na
forma como nos relacionamos.
Internet das Coisas
◎ Vivemos um momento propício para o
surgimento e disseminação de tecnologias. Já
que as tecnologias necessárias para a isso cada
vez mais alcançam preços compatíveis com as
“coisas” que se deseja conectar.
2.
Criando Soluções
Afinal, a palestra tem a palavra
prática, no nome
16
Hardware
◎ Um dos principais fatores fundamentais para a
popularização da Internet das Coisas, foi a
popularização das tecnologias wireless, sem elas
com certeza seria difícil difundir este conceito;
◎ Até meados de 2013, era praticamente
impossível conseguir comprar um módulo wifi
para eletrônica embarcada por menos de
R$100,00...
Hardware
◎ Felizmente a realidade hoje é outra. No final do
ano 2016 uma fabricante de micro controladores
chamada Espressif, anunciava um micro
controlador, que foi considerado por muitos um
divisor de águas.
Hardware
◎ – CPU: Xtensa® Dual-Core 32-bit LX6
– ROM: 448 KBytes
– RAM: 520 Kbytes
– Flash: 4 MB
– Clock máximo: 240MHz
– Wireless padrão 802.11 b/g/n
– Conexão Wifi 2.4Ghz (máximo de 150 Mbps)
– Antena embutida
– Conector micro-usb
Hardware
◎ – Wi-Fi Direct (P2P), P2P Discovery, P2P Group Owner mode e
P2P Power Management;
– Bluetooth BLE 4.2;
– Portas GPIO: 11;
– GPIO com funções de PWM, I2C, SPI, etc...
– Tensão de operação: 4,5 ~ 9V;
– Taxa de transferência: 110-460800bps;
– Suporta Upgrade remoto de firmware;
– Conversor analógico digital (ADC);
Software
◎ SDK Oficial para C++
◎ Bibliotecas com suporte para Arduino IDE, tornando-o
compatível com grande parte das bibliotecas e Shields
(adaptados) existentes;
◎ Diversos exemplos e Application Notes, disponíveis no site do
fabricante;
◎ Aplicativos para Android, para testes
com o módulo bluetooth, também
estão disponíveis
Software
◎ O que é extremamente necessário ressaltar, que a integração
desse hardware com qualquer outro sistema, seria impossível
se não utilizássemos protocolos, para a comunicação;
◎ Muitos protocolos podem ser usados, HTTP, Sockets TCP/UDP,
contudo, um protocolo que vêm se destacando dentre esses
para a integração e comunicação com dispositivos de Internet
das Coisas é o protocolo MQTT;
Software
◎ MQTT é um acrônimo para Message Queueing Telemetry
Transport, é um protocolo usado, principalmente em conexões
M2M, se destaca pela sua velocidade na transmissão de dados e
na simplicidade de implementação.
◎ Oferece suporte nativo a conexões com SSL/TLS, garantindo
assim a segurança dos dados, o protocolo MQTT permite uma
troca de mensagem full-duplex entre dispositivos, e trabalha
numa arquitetura simplificada de Nós.
Software
◎ A arquitetura funciona no padrão publish/subscribe, onde um
nó publica (publish) a mensagem em um tópico (canal), e nesse
momento todos os outros nós, estando inscritos (subscribe)
nesse tópico, recebem a mensagem.
◎ As mensagens são enviadas em um formato de broadcast para
todos os nós, que estão inscritos naquele tópico (canal).
Software
Software
◎ O Broker MQTT, é o software responsável por receber as
publicações e notificar os inscritos, pode ser entendido como o
ponto comum, que pode ser acessado por todos os nós
tornando-se assim a referência nesse tipo de conexão, de forma
simples, seria o servidor MQTT.
Software
◎ Um dos principais Broker’s MQTT é o Eclipse Mosquitto, um
Broker MQTT Open-Source, disponível para diversas
arquiteturas de hardware, que vão desde SoM’s e SBC’s até
servidores de grande porte;
◎ É um software escrito originalmente em linguagem C, além
disso o baixo footprint de memória e o suporte a conexões
critptografadas através de SSL/TLS fazem dele uma das
principais escolhas para o desenvolvimento de projetos.
Software
◎ Exemplo:
◎ Digamos que seja necessário instala-lo em uma plataforma
baseada de sistema operacional baseada em Debian, como o
Raspbian, utilizado na Raspberry Pi por exemplo. O comando
abaixo irá, não só instalar o Brokker Mosquitto, mas também
dois softwares de teste totalmente operacionais:
sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients
Software
◎ Atualmente existem bibliotecas para integração com MQTT
para várias linguagens de programação, facilitando ainda mais
o uso dessa tecnologia no cotidiano de alunos, hobbystas e
Profissionais. Algumas das Linguagens suportadas
○ Javascript;
○ Java (EE,SE e Plataformas Android);
○ C/C++ (independente de plataforma de hardware ou software);
○ Python;
○ Swift(Desenvolvimento Mobile Apple);
○ Delphi.
3.
Aplicabilidade
Onde posso por tudo isso em
Prática?
30
Aplicabilidade
◎ A aplicabilidade para a Internet das coisas, é praticamente
infinita;
◎ Suas principais aplicações é na criação de soluções para
automação residencial e industrial, podendo ser aplicada
também nas áreas automotiva, naval e até aeroespacial;
Aplicabilidade
◎ Uma característica importante à ser observada na
implementação de um projeto de Internet das Coisas, é o
consumo de energia do micro controlador e dos periféricos,
micro controladores como o ESP32, micro controladores ARM
da família M0, são soluções muito eficientes para a maioria dos
casos;
◎ O usos de tecnologias BLE, também são recomendáveis para
projetos que necessitem de baixo consumo de energia, contudo
é necessário atentar-se para o suporte a um pequeno fluxo de
dados;
4.
Exemplos
Vamos ver como tudo isso se
comporta
33
Muito Obrigado!
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Internet das coisas - Uma Abordagem Prática

  • 1. Internet das Coisas, uma abordagem prática
  • 2. Apresentação Formação Acadêmica • Técnico em Informática – Etec Waldyr Duron Júnior – (Junho 2011); • Tecnólogo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas – Fatec Ourinhos – (Dezembro de 2014); • Pós Graduação Latu-Sensu em Eletrônica Embarcada – Centro universitário Salesiano de São Paulo – UNISAL (2018). Histórico Profissional • Monitor Voluntário de TI – E.E Ataliba Leonel – Piraju-SP (2007-2008) ; • Analista de Tecnologia – Chiptronic Tecnologia Automotiva - (Julho - 2011); • Professor no curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas – Faculdade Eduvale Avaré(2017)
  • 3. Pauta ◎ Conceito de Internet das Coisas e Conceito de Conectividade; ◎ Viabilização da implementação dos conceitos, em vista a popularização dos componentes eletrônicos; ◎ Aplicabilidade e Suporte; ◎ Exemplos Práticos
  • 4. 1. Compreendendo os Conceitos Não precisa necessariamente estar online... 4
  • 5. Conceito de Conectividade ◎ De acordo com os dicionários, a palavra conectividade, é a característica ou qualidade do que é conectivo. ◎ Porém na prática, é o principal recurso que permite que equipamentos, distintos entre si, possam trocar informações, através de um canal de comunicação comum.
  • 8. Internet das Coisas ◎ Não é um conceito novo, há pouco mais de 20 anos, com a popularização da internet, já havia a intenção de conectar “coisas” através da internet. ◎ Contudo, para o contexto histórico isso era pouco viável, devido aos altos custos, e a ausência de algumas tecnologias comuns atualmente.
  • 9. Internet das Coisas ◎ A primeira tecnologia associada ao conceito de Internet das Coisas foi o RFID. Essa tecnologia surgiu na década de 1940, com os transponders utilizados nos aviões durante a segunda guerra mundial.
  • 13. Internet das Coisas ◎ O conceito de Internet das coisas, não trata apenas do envio de comandos através da internet ou mesmo de redes internas, Trata também de torna-las mais inteligentes, capacitando-as para coletar e processar informações do ambiente onde se encontram.
  • 14. Internet das Coisas ◎ A implantação da Internet das Coisas está mudando totalmente a maneira como interagimos com as coisas ao nosso redor, no trânsito, nos meios de pagamento e também na forma como nos relacionamos.
  • 15. Internet das Coisas ◎ Vivemos um momento propício para o surgimento e disseminação de tecnologias. Já que as tecnologias necessárias para a isso cada vez mais alcançam preços compatíveis com as “coisas” que se deseja conectar.
  • 16. 2. Criando Soluções Afinal, a palestra tem a palavra prática, no nome 16
  • 17. Hardware ◎ Um dos principais fatores fundamentais para a popularização da Internet das Coisas, foi a popularização das tecnologias wireless, sem elas com certeza seria difícil difundir este conceito; ◎ Até meados de 2013, era praticamente impossível conseguir comprar um módulo wifi para eletrônica embarcada por menos de R$100,00...
  • 18. Hardware ◎ Felizmente a realidade hoje é outra. No final do ano 2016 uma fabricante de micro controladores chamada Espressif, anunciava um micro controlador, que foi considerado por muitos um divisor de águas.
  • 19. Hardware ◎ – CPU: Xtensa® Dual-Core 32-bit LX6 – ROM: 448 KBytes – RAM: 520 Kbytes – Flash: 4 MB – Clock máximo: 240MHz – Wireless padrão 802.11 b/g/n – Conexão Wifi 2.4Ghz (máximo de 150 Mbps) – Antena embutida – Conector micro-usb
  • 20. Hardware ◎ – Wi-Fi Direct (P2P), P2P Discovery, P2P Group Owner mode e P2P Power Management; – Bluetooth BLE 4.2; – Portas GPIO: 11; – GPIO com funções de PWM, I2C, SPI, etc... – Tensão de operação: 4,5 ~ 9V; – Taxa de transferência: 110-460800bps; – Suporta Upgrade remoto de firmware; – Conversor analógico digital (ADC);
  • 21. Software ◎ SDK Oficial para C++ ◎ Bibliotecas com suporte para Arduino IDE, tornando-o compatível com grande parte das bibliotecas e Shields (adaptados) existentes; ◎ Diversos exemplos e Application Notes, disponíveis no site do fabricante; ◎ Aplicativos para Android, para testes com o módulo bluetooth, também estão disponíveis
  • 22. Software ◎ O que é extremamente necessário ressaltar, que a integração desse hardware com qualquer outro sistema, seria impossível se não utilizássemos protocolos, para a comunicação; ◎ Muitos protocolos podem ser usados, HTTP, Sockets TCP/UDP, contudo, um protocolo que vêm se destacando dentre esses para a integração e comunicação com dispositivos de Internet das Coisas é o protocolo MQTT;
  • 23. Software ◎ MQTT é um acrônimo para Message Queueing Telemetry Transport, é um protocolo usado, principalmente em conexões M2M, se destaca pela sua velocidade na transmissão de dados e na simplicidade de implementação. ◎ Oferece suporte nativo a conexões com SSL/TLS, garantindo assim a segurança dos dados, o protocolo MQTT permite uma troca de mensagem full-duplex entre dispositivos, e trabalha numa arquitetura simplificada de Nós.
  • 24. Software ◎ A arquitetura funciona no padrão publish/subscribe, onde um nó publica (publish) a mensagem em um tópico (canal), e nesse momento todos os outros nós, estando inscritos (subscribe) nesse tópico, recebem a mensagem. ◎ As mensagens são enviadas em um formato de broadcast para todos os nós, que estão inscritos naquele tópico (canal).
  • 26. Software ◎ O Broker MQTT, é o software responsável por receber as publicações e notificar os inscritos, pode ser entendido como o ponto comum, que pode ser acessado por todos os nós tornando-se assim a referência nesse tipo de conexão, de forma simples, seria o servidor MQTT.
  • 27. Software ◎ Um dos principais Broker’s MQTT é o Eclipse Mosquitto, um Broker MQTT Open-Source, disponível para diversas arquiteturas de hardware, que vão desde SoM’s e SBC’s até servidores de grande porte; ◎ É um software escrito originalmente em linguagem C, além disso o baixo footprint de memória e o suporte a conexões critptografadas através de SSL/TLS fazem dele uma das principais escolhas para o desenvolvimento de projetos.
  • 28. Software ◎ Exemplo: ◎ Digamos que seja necessário instala-lo em uma plataforma baseada de sistema operacional baseada em Debian, como o Raspbian, utilizado na Raspberry Pi por exemplo. O comando abaixo irá, não só instalar o Brokker Mosquitto, mas também dois softwares de teste totalmente operacionais: sudo apt-get install mosquitto mosquitto-clients
  • 29. Software ◎ Atualmente existem bibliotecas para integração com MQTT para várias linguagens de programação, facilitando ainda mais o uso dessa tecnologia no cotidiano de alunos, hobbystas e Profissionais. Algumas das Linguagens suportadas ○ Javascript; ○ Java (EE,SE e Plataformas Android); ○ C/C++ (independente de plataforma de hardware ou software); ○ Python; ○ Swift(Desenvolvimento Mobile Apple); ○ Delphi.
  • 30. 3. Aplicabilidade Onde posso por tudo isso em Prática? 30
  • 31. Aplicabilidade ◎ A aplicabilidade para a Internet das coisas, é praticamente infinita; ◎ Suas principais aplicações é na criação de soluções para automação residencial e industrial, podendo ser aplicada também nas áreas automotiva, naval e até aeroespacial;
  • 32. Aplicabilidade ◎ Uma característica importante à ser observada na implementação de um projeto de Internet das Coisas, é o consumo de energia do micro controlador e dos periféricos, micro controladores como o ESP32, micro controladores ARM da família M0, são soluções muito eficientes para a maioria dos casos; ◎ O usos de tecnologias BLE, também são recomendáveis para projetos que necessitem de baixo consumo de energia, contudo é necessário atentar-se para o suporte a um pequeno fluxo de dados;
  • 33. 4. Exemplos Vamos ver como tudo isso se comporta 33
  • 34. Muito Obrigado! Dúvidas? Vocês podem me Encontrar aqui: gustavopalma@gmail.com www.gustavopalma.com