Aplicação de Cloud IoT para Indústria 4.0 em Python

Bem-vindo à documentação do projeto "Aplicação de Cloud IoT para Indústria 4.0 em Python". Esta documentação fornece informações detalhadas sobre a estrutura do repositório, projetos possíveis, tecnologias utilizadas, tópicos, descrições e metodologias aplicadas.

Índice

1. Visão Geral
2. Estrutura de Diretórios
3. Possíveis Projetos
4. Tecnologias Utilizadas
5. Tópicos e Descrições
6. Metodologias
7. Contribuição

Visao Geral

Este projeto tem como objetivo desenvolver uma aplicação de IoT baseada em nuvem para monitoramento e automação industrial, alinhada aos princípios da Indústria 4.0. Utilizamos uma combinação de sensores, microcontroladores, plataformas de computação em nuvem e tecnologias de software para criar soluções inovadoras e eficientes.

Estrutura de diretorios

📁 projeto-final-iot-cloud
├── 📁 desenvolvimento
│   ├── 📁 apresentacao
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
│   ├── 📁 backend
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
│   ├── 📁 brainstorming
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
├── 📁 diversos
│   ├── 📁 competencias-carreira
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
│   ├── 📁 cursos
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
├── 📁 membros
│   ├── 📁 Estevam
│   │   ├── 📄 competencias.md
│   │   └── 📄 realizacoes.md
│   ├── 📁 Gabriel
│   │   ├── 📄 competencias.md
│   │   └── 📄 realizacoes.md
│   ├── 📁 João
│   │   ├── 📄 competencias.md
│   │   └── 📄 realizacoes.md
│   └── 📁 Leo
│       ├── 📄 competencias.md
│       └── 📄 realizacoes.md
├── 📁 pesquisa-e-desenvolvimento
│   ├── 📁 pesquisa-de-arduino-esp
│   │   ├── 📄 documento1.md
│   │   └── 📄 arquivo3.md
│   ├── 📁 pesquisa-de-marketing
│   │   ├── 📄 estudo1.md
│   │   └── 📄 arquivo3.md
│   ├── 📁 pesquisa-de-plataformas
│   │   ├── 📄 analise1.md
│   │   └── 📄 arquivo3.md
│   └── 📁 pesquisa-de-protocolos
│       ├── 📄 protocolo1.md
│       └── 📄 pesquisa3.md
├── 📁 public
│   ├── 📁 images
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
│   ├── 📁 videos
│   │   └── 📄 arquivos e diretórios
├── 📁 relatorio-final
│   └── 📄 ROTEIRO_DE_EXTENSAO.pdf
├── 📄 CONTRIBUTING.md
├── 📄 README.md
├── 📄 custoTotal.txt
├── 📄 descricao.md
└── 📄 instrucoes.txt

Descrições

• 📁 apresentacao: Arquivos relacionados a apresentações do projeto, incluindo slides e documentos de apoio.
• 📁 backend: Contém o código-fonte escrito em Python e/ou C++ para o backend do projeto, incluindo lógica de negócios, processamento de dados e comunicação com dispositivos IoT.
• 📁 brainstorming: Documentos, notas e ideias geradas durante o brainstorming e planejamento do projeto.
• 📁 competencias-carreira: Recursos relacionados ao desenvolvimento de competências e carreira dos membros da equipe.
• 📁 cursos: Materiais de estudo, tutoriais e recursos educacionais relacionados às tecnologias utilizadas no projeto.
• 📁 diversos: Documentos e arquivos diversos que não se encaixam em outras categorias específicas.
• 📁 membros: Diretórios dedicados aos membros da equipe, contendo biografia, área de especialização, realizações no projeto e informações de contato.
• 📁 Estevam
• competencias.md: Descrição das competências de Estevam (Programação em Python, Desenvolvimento de Firmware, Integração de Hardware).
• github.md: Link para o GitHub de Estevam github.com/estevam.
• realizacoes.md: Realizações de Estevam no projeto.
• 📁 Gabriel
• competencias.md: Descrição das competências de Gabriel (Programação em C++, Desenvolvimento de Software Embarcado).
• github.md: Link para o GitHub de Gabriel github.com/gabriel.
• realizacoes.md: Realizações de Gabriel no projeto.
• 📁 João
• competencias.md: Descrição das competências de João (Programação em C++).
• github.md: Link para o GitHub de João github.com/joao.
• realizacoes.md: Realizações de João no projeto.
• 📁 Leo
• competencias.md: Descrição das competências de Leo.
• github.md: Link para o GitHub de Leo github.com/leo.
• realizacoes.md: Realizações de Leo no projeto.
• 📁 pesquisa-e-desenvolvimento: Subdiretórios e arquivos relacionados à pesquisa e desenvolvimento do projeto.
• 📁 pesquisa-de-arduino-esp: Documentos e estudos relacionados à pesquisa de microcontroladores Arduino e ESP.
• 📁 pesquisa-de-marketing: Estudos e estratégias de marketing para a promoção do projeto.
• 📁 pesquisa-de-plataformas: Análise e comparação de diferentes plataformas de computação em nuvem e IoT.
• 📁 pesquisa-de-protocolos: Pesquisa sobre protocolos de comunicação utilizados em IoT, como MQTT, HTTP, CoAP, etc.
• 📁 public: Imagens e recursos visuais usados publicamente no projeto, como logotipos, ícones e gráficos.
• 📁 relatorio-final: Arquivos necessários para o desenvolvimento do relatório final do projeto em LaTeX.

Arquivos Raiz

• CONTRIBUTING.md: Guia de contribuição para o projeto, incluindo regras e diretrizes para contribuidores.
• README.md: Este arquivo de documentação.
• custoTotal.txt: Documento contendo o detalhamento dos custos totais do projeto.
• descricao.md: Descrição detalhada do projeto, incluindo objetivos, escopo e resultados esperados.
• instrucoes.txt: Instruções para configuração e execução do projeto.

Possiveis Projetos

1. Sistema de Monitoramento de Temperatura em Tempo Real : Desenvolvimento de um sistema de monitoramento remoto de temperatura utilizando sensores IoT e integração com plataformas de computação em nuvem.
2. Projeto de Automação Residencial : Desenvolvimento de um projeto de automação residencial utilizando dispositivos IoT, sensores de movimento e interruptores inteligentes, integrados a uma plataforma de computação em nuvem para controle remoto.
3. Automação Astronômica com Telescópio Equatorial Uranum : Desenvolvimento de um sistema que permite controlar o telescópio remotamente, capturar imagens do céu noturno e realizar análises astronômicas.

Tecnologias Utilizadas

• Python : Utilizado para análise de dados e automação de tarefas, devido à sua versatilidade e ampla gama de bibliotecas.
• C++ : Linguagem de programação utilizada para o desenvolvimento de firmware e software para dispositivos embarcados, como o ESP8266.
• Arduino : Plataforma de prototipagem eletrônica utilizada para desenvolver dispositivos IoT, permitindo fácil integração com sensores e atuadores.
• ESP8266 : Microcontrolador utilizado no projeto devido à sua capacidade de conectar-se à rede WiFi e manejar múltiplos sensores e atuadores simultaneamente.
• MQTT : Protocolo de comunicação leve utilizado para a troca de mensagens entre a cafeteira e o servidor/cloud, facilitando o monitoramento e controle remoto.
• DHT11 : Sensor utilizado para medir temperatura e umidade, fornecendo dados essenciais para o monitoramento do ambiente.
• Sensor de Nível de Água : Utilizado para medir a quantidade de água na cafeteira, garantindo o funcionamento adequado e seguro do dispositivo.
• Relé : Atuador utilizado para ligar e desligar a cafeteira, controlado via sinais enviados pelo ESP8266.
• LCD (Display de Cristal Líquido) : Utilizado para exibir informações como temperatura, umidade e nível de água, fornecendo feedback visual ao usuário.
• WiFi : Tecnologia de rede sem fio utilizada para conectar a cafeteira à internet, permitindo o monitoramento e controle remoto.
• PubSubClient : Biblioteca utilizada para implementar a comunicação MQTT no ESP8266, facilitando a publicação e subscrição de mensagens.
• HD44780 : Biblioteca utilizada para controlar o display LCD, permitindo a exibição de informações relevantes de forma clara e legível.
• GitHub : Plataforma utilizada para versionamento de código, colaboração em equipe e documentação do projeto.
• Markdown : Linguagem de marcação utilizada para escrever a documentação do projeto, devido à sua simplicidade e compatibilidade com várias plataformas.
• LaTeX : Utilizado para a produção do relatório final do projeto, devido à sua capacidade de gerar documentos com alta qualidade tipográfica.

Topicos e Descricoes

• Monitoramento Remoto : Implementação de funcionalidades para monitoramento remoto da cafeteira, permitindo a visualização de dados como temperatura, umidade e nível de água através de sensores IoT conectados a plataformas de computação em nuvem.
• Controle via MQTT : Utilização do protocolo MQTT para comunicação eficiente entre a cafeteira e dispositivos de controle remoto, permitindo o envio de comandos e recebimento de dados em tempo real.
• Integração com WiFi : Configuração do ESP8266 para conexão à rede WiFi, possibilitando o acesso à internet e a integração com serviços de computação em nuvem para armazenamento e análise de dados.
• Interface de Usuário no LCD : Desenvolvimento de uma interface de usuário utilizando um display LCD para exibir informações essenciais como a temperatura, umidade, nível de água e estado da cafeteira de forma clara e acessível.
• Leitura de Sensores : Implementação de código para leitura de dados de sensores de temperatura e umidade (DHT11) e de nível de água, garantindo a coleta precisa de dados ambientais e operacionais.
• Controle de Relé : Desenvolvimento de funcionalidades para controle do relé que liga e desliga a cafeteira, com base nos comandos recebidos via MQTT ou botões físicos.
• Gerenciamento de Energia : Implementação de estratégias para otimização do consumo de energia do ESP8266 e dos componentes conectados, garantindo uma operação eficiente e sustentável.
• Segurança da Informação : Medidas para garantir a segurança da comunicação entre a cafeteira e os serviços de computação em nuvem, incluindo criptografia de dados e autenticação de dispositivos.
• Atualizações Over-the-Air (OTA) : Configuração do ESP8266 para suportar atualizações de firmware Over-the-Air, permitindo a atualização remota do software sem a necessidade de conexão física ao dispositivo.
• Notificações e Alertas : Configuração de notificações e alertas baseados em condições específicas, como nível de água baixo ou temperatura alta, enviadas para o usuário através de mensagens MQTT ou serviços de notificação push.
• Desenvolvimento de API : Criação de uma API para integração com outros sistemas e aplicativos, permitindo a extensão das funcionalidades da cafeteira e o desenvolvimento de novas aplicações baseadas nos dados coletados.
• Testes e Validação : Execução de testes unitários e de integração para garantir a funcionalidade correta de todas as partes do sistema, incluindo sensores, relés, comunicação MQTT e interface de usuário.
• Documentação do Projeto : Criação de documentação detalhada para cada parte do projeto, incluindo esquemas de hardware, diagramas de fluxo, manuais de usuário e guias de configuração.
• Manutenção e Suporte : Desenvolvimento de um plano de manutenção para garantir a operação contínua da cafeteira IoT, incluindo procedimentos de verificação regular e suporte técnico.
• Gerenciamento de Projetos : Utilização de ferramentas de gerenciamento de projetos, como GitHub Projects, para organizar tarefas, acompanhar o progresso e colaborar com a equipe de desenvolvimento.
• Feedback do Usuário : Implementação de mecanismos para coletar feedback dos usuários sobre a operação da cafeteira, permitindo melhorias contínuas com base nas sugestões e experiências dos usuários.
• Integração com Assistentes Virtuais : Desenvolvimento de funcionalidades para integração com assistentes virtuais como Alexa e Google Assistant, permitindo o controle por voz da cafeteira.
• Análise de Dados : Utilização de ferramentas de análise de dados para interpretar os dados coletados dos sensores, identificar padrões e fornecer insights úteis para o usuário.
• Simulação de Ambiente : Criação de um ambiente de simulação para testar as funcionalidades da cafeteira IoT em condições controladas antes de implementar no ambiente real.
• Compliance e Regulamentações : Garantia de que o projeto está em conformidade com as regulamentações e padrões de segurança e desempenho relevantes, como CE e FCC.

Metodologias

• Agile : Utilização de metodologias ágeis, como Scrum ou Kanban, para gerenciamento de projetos e desenvolvimento iterativo e incremental.

Contribuicao

Todos os membros da equipe são encorajados a contribuir para a documentação, seja adicionando novos recursos, corrigindo erros ou melhorando a clareza e organização do conteúdo. Para contribuir, faça um fork do repositório, realize as alterações desejadas e envie um pull request para revisão.