PTC29008: Projeto 2: Sistema de aquisição de dados
No projeto 2 será desenvolvido um protótipo de um sistema de aquisição de dados. Cada unidade de aquisição de dados, representada por um kit baseado em RaspberryPi 3, é responsável por coletar dados de monitoramento e enviá-los para um servidor de coleta. A comunicação entre as unidades e o servidor se dá por links sem-fio ponto-a-ponto, implantados com o protocolo do projeto 1. A figura a seguir ilustra um cenário desse sistema de aquisição de dados remotos.
O sistema de aquisição de dados remotos
Nesse sistema, a transmissão de mensagens de dados através dos links sem-fio faz uso do protocolo MQTT. Esse protocolo foi desenhado com um serviço do tipo publisher-subscriber voltado a dispositivos com restrições de recursos, tendo em mente aplicações da Internet das Coisas (IoT). Em linhas gerais, as unidades de aquisição de dados se comportam como publicadores MQTT, o servidor de coleta é um assinante.
O projeto tem por objetivo geral implementar a unidade de aquisição de dados, a qual monitora dados ambientais e os envia para o servidor de coleta. Os objetivos específicos são:
- Especificar um protocolo de aplicação, que deve estar fundado no protocolo MQTT: esse protocolo de aplicação deve ser capaz de:
- Configurar a unidade de aquisição de dados
- Transmitir mensagens contendo dados monitorados
- Selecionar e usar uma implementação do MQTT, com a finalidade de enviar as mensagens de aquisição de dados
- Usar uma técnica de codificação de mensagens que possibilite o intercâmbio de dados entre sistemas heterogêneos
A especificação do protocolo de aplicação
A especificação deve descrever:
- o serviço oferecido
- as mensagens do protocolo
- o formato dessas mensagens
- o comportamento do protocolo
Formato das mensagens da aplicação
As mensagens da aplicação são de dois tipos:
- Configuração: trocadas no início da sessão, servem para identificar os sensores e o período de amostragem e transmissão de dados. Seu conteúdo é formado pelo seguinte:
periodo: INTEIRO Lista de nomes de sensores: LISTA DE STRING
- Dados: contêm os valores amostrados dos sensores, e têm este formato:
Lista de amostras dos sensores: LISTA DE <STRING,INTEIRO,TIMESTAMP>
A especificação e codificação das mensagens deve ser feita usando Protocol Buffers:
As trocas de mensagens entre unidade de sensores e servidor de coleta é feita sempre por iniciativa da unidade de sensores, de acordo com uma MEF.
Como será usado MQTT, o comportamento da aplicação pode explorar o seguinte:
- não são necessárias confirmações de mensagens de dados
- a identificação da unidade de sensores pode ser feita por um tópico. Isso evita que mensagens da unidade de coleta sejam transmitidas para todas unidades de sensores desnecessariamente
- o serviço de configuração seja identificado por um tópico específico