Introdução à IoT¶

Agenda¶

Instalação do Node-RED e primeiros testes
Montagem de um dashboard no Node-RED
Criação de um end-point
Apre MQTT

Conectando dispositivos a aplicações¶

Agora que já exploramos as funcionalidades do Arduino e sua capacidade de conectar sensores e atuadores, vamos prosseguir conectando o Arduino a aplicações que fazem uso desse dispositivo.

Em primeiro lugar, vamos relembrar a arquitetura que usaremos para os dispositivos de IoT se conectarem às suas aplicações.

Arquitetura básica de IoT¶

A arquitetura de implantação apresentada aqui é um modelo padrão para inspirar projetos reais. Ela inclui os elementos fundamentais para a conectividade, sem detalhar soluções para problemas acessórios.

Arquitetura Iot

Interoperabilidade: facilita a compatibilidade entre diferentes projetos de IoT.
Modularidade: define módulos que podem ser criados separadamente ou usados como "off-the-shelf".

Dispositivos de IoT¶

Os dispositivos de IoT interagem com o ambiente ao seu redor, capturando dados de sensores ou executando comandos por meio de atuadores.

Cada funcionalidade no dispositivo pode ser considerada uma aplicação (Endpoint Application).
Cada aplicação deve ser univocamente endereçável.

Conector de IoT¶

Os conectores de IoT gerenciam mensagens que chegam dos dispositivos ou são destinadas a eles, adaptando-as ao protocolo de cada dispositivo.

Pode haver conectores diferentes para protocolos variados.
Protocolos comuns em IoT: MQTT, WebSocket, CoAP, LoRaWAN.

Gerenciamento de dispositivos e dados¶

Este componente faz o gerenciamento remoto dos dispositivos e de seus dados, autorizando o acesso de outras aplicações.

Cadastra novos dispositivos e aplicações.
Monitora a disponibilidade dos dispositivos.
Envia comandos de gerenciamento, como inicialização, reinicialização, desligamento e atualização de firmware.

Bancos de dados e análise de dados¶

Armazena dados provenientes das aplicações e comandos destinados aos dispositivos.

Bancos de dados NoSQL são mais indicados para a IoT devido à natureza diversificada e em constante mudança dos dados.
Analisadores de dados monitoram os dados para melhor aproveitamento.

Gateway¶

O gateway conecta dispositivos sem acesso direto à internet e realiza a conversão de protocolos entre os dispositivos de IoT e o conector de IoT.

Gateway Iot

Gerencia múltiplos protocolos, especialmente em LAN’s, PAN’s e HAN’s (ex: Zigbee, Bluetooth, LoRa, Thread/6LoWPAN).

Node-RED¶

O Node-RED é uma plataforma de programação visual para sistemas baseados em eventos. Ele executa como um servidor web e é amplamente utilizado para conectar dispositivos de IoT.

Programado em Node.js, é uma ferramenta visual para editar fluxos de mensagens.
Disponível em serviços de Cloud como o IBM Bluemix.

Instalação do Node-RED¶

Instale o Node.js (versão LTS) no site Node.js.
No terminal, digite:
```
npm install -g --unsafe-perm node-red
```
Para rodar o Node-RED:
```
node-red
```
Acesse no navegador: http://localhost:1880

Primeiro fluxo no Node-RED¶

Conecte um nó de entrada do tipo "inject" a um nó "debug", faça o deploy e observe o resultado no painel de debug.
Modifique o nó "inject" e veja as alterações no resultado.

ola mundo

Desafios no Node-RED¶

Desafio 1: Monitor de clima¶

Cadastre-se no site OpenWeather, crie um token e leia a documentação da API Current.
Crie uma URL para obter o tempo de uma cidade de sua preferência e compare o resultado com a saída no Node-RED.

url

Desafio 2: Dashboard¶

Crie um dashboard que exiba informações de duas ou mais cidades, incluindo: - Temperatura atual - Temperatura mínima - Temperatura máxima - Velocidade do vento - Umidade relativa - Sensação térmica

Atualize os dados a cada 5 segundos.

MQTT¶

O MQTT é um protocolo leve para publicação e recebimento de mensagens, adequado para dispositivos com alta latência e baixa largura de banda.

Servidores MQTT¶

Brokers públicos: iot.eclipse.org, test.mosquitto.org, dev.rabbitmq.com, broker.mqttdashboard.com.
Uso local: O servidor Mosquitto é indicado para redes locais com poucos dispositivos.

Desafio 3: Cliente MQTT no Node-RED¶

Crie um chat usando o MQTT, configurando um tópico com camelCase para enviar e receber mensagens.