FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SO JOS DOS CAMPOS FATEC PROFESSOR JESSEN VIDAL EVELYN DIAS SANTOS I NTERNET DAS COISAS: MODELO PARA CONEXO UBQUA DE OBJETOS FSICOS AO MUNDO DIGITAL So Jos dos Campos 2015ii EVELYN DIAS SANTOS I NTERNET DAS COISAS: MODELO PARA CONEXO UBQUA DE OBJETOS FSICOS AO MUNDO DIGITAL TrabalhodeGraduaoapresentado FaculdadedeTecnologiaSoJosdos Campos,comopartedosrequisitos necessriosparaaobtenodottulode Tecnlogo em Banco de Dados. Orientador: Me. Giuliano Araujo Bertoti So Jos dos Campos 2015 iii Dados Internacionais de Catalogao-na-Publicao (CIP) Diviso de Informao e Documentao

REFERNCIA BIBLIOGRFICA DIASSANTOS,Evelyn.I nternetdasCoisas:modeloparaconexoubquadeobjetos fsicos ao mundo digital. 2015. 54f. Trabalho de Graduao - FATEC de So Jos dos Campos: Professor Jessen Vidal. CESSO DE DIREITOS NOME DO AUTOR: Evelyn Dias SantosTTULO DO TRABALHO: Internet das Coisas: modelo para conexo ubqua de objetos fsicos ao mundo digital TIPO DO TRABALHO/ANO: Trabalho de Graduao / 2015. concedidaFATECdeSoJosdosCampos:ProfessorJessenVidalpermissopara reproduzir cpias desteTrabalho e para emprestar ou vendercpias somente para propsitos acadmicos e cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte deste Trabalho pode ser reproduzida sem a autorizao do autor. ____________________________________ Evelyn Dias Santos Rua Nalva Paiva Mata, Jd. So Vicente CEP 12224-440 So Jos dos Campos So Paulo DIAS SANTOS, Evelyn Internet das Coisas: modelo para conexo ubqua de objetos fsicos ao mundo digital. So Jos dos Campos, 2015. 55f. Trabalho de Graduao Curso de Tecnologia em Banco de Dados, FATEC de So Jos dos Campos: Professor Jessen Vidal, 2015. Orientador: Mestre Giuliano Araujo Bertoti. 1.reasdeconhecimento.I.FaculdadedeTecnologia.FATECdeSoJosdosCampos: Professor Jessen Vidal. Diviso de Informao e Documentao. II. Ttulo iv EVELYN DIAS SANTOS I NTERNET DAS COISAS: MODELO PARA CONEXO UBQUA DE OBJETOS FSICOS AO MUNDO DIGITAL TrabalhodeGraduaoapresentado FaculdadedeTecnologiaSoJosdos Campos,comopartedosrequisitos necessriosparaaobtenodottulode Tecnlogo em Banco de Dados. Composio da Banca ___________________________________________________________________ Luiz Antnio Tozi, Dr, FATEC __________________________________________________________________ Jefferson Ribeiro Uchas, Tecnlogo, Polcia Militar do Estado de So Paulo __________________________________________________________________ Giuliano Araujo Bertoti, Me, FATEC _____/_____/_____ DATA DA APROVAO v AomeuengenhosoPaiEduardo, minhadedicadaMeCristinaeaosmeus irmos Andrew Augusto, Jennifer Dominique e Stephanie Karoline. vi AGRADECIMENTOS Agradeo ao Me. Giuliano Bertoti que, com muita pacincia e ateno, dedicou do seu valiosotempoparameorientaremcadapassodestetrabalhoetambmaoProfDiogo Branquinhoeatodososprofessorespelafortecontribuioeinflunciaemminhavida acadmica e profissional. Aos meus colegas de trabalho, de classe e amigos, em especial ao Alexandre Iwamoto, Felipe Imamura e Mikhael El Jalis que por muitas vezes me auxiliaram em momentos difceis. Obrigadaatodospelapacincia,pelosorriso,pelamoquesempreseestendiaquandoeu precisava. Esta caminhada no seria a mesma sem vocs. AgradeotambmimensamenteDeus,aosmeuspaisefamiliarespeloapoioe encorajamentocontnuoequenuncaduvidaramdomeusucesso.Foiprecisomuitoesforo, determinao,pacincia,perseverana,ousadiaemaleabilidadeparachegarataquienada dissoeuconseguiriasozinha.Minhaeternagratidoatodosaquelesquecolaboraram diretamente ou indiretamente para que esta conquista pudesse ser concretizada. vii A web no est concluda, apenas a ponta do iceberg. As novas mudanas iro balanar o mundo ainda maisTim Berners-Lee viii RESUMO A falta de tempo na rotina, afeta de maneira considervel o dia-a-dia das pessoas, que porestemotivo,postergamtarefasdemaiorimportnciapessoal,priorizandoatividades relacionadasatarefasrotineiras.AInternetdasCoisas(IoT)refere-seaumarevoluo tecnolgicaquetemcomopropsitoconectarositensdodiaadiaredemundialde computadores. Portanto o objetivo deste projeto, demonstrar um modelo de conexo ubqua paraobjetosfsicosdodia-a-diaaomundodigital,aplicandooparadigmadaIoTemum prottipo de uma janela, onde a abertura e o fechamento da mesma, so realizados de acordo com as leituras das condies climticas pelaInternet. Para o desenvolvimento dessemodelo, foiutilizadaumabibliotecaparaconexocomanuvemquepermiteacoletadosdadosde previses climticas do Yahoo juntamente com o sensor de chuva, que so processados atravs da placa micro controladora Arduino Yn. A janela possui inteligncia suficiente no ambiente para que no seja necessrio o controle do usurio por meio de aplicativos, diminuindo assim, as tarefas e a carga cognitiva relacionadas as obrigaes do usurio final. Atravs desse projeto certificou-sequepossvelimplementarumasoluosimples,vantajosaedebaixocusto utilizando a Internet das Coisas. Palavras-Chave:InternetdasCoisas;IoT;ArduinoYn;sensordechuva;conexo ubqua. ix ABSTRACT The lack of time in routine, affects significantly the day-to-day of the people, who for this reason, usually postpone seeking treatment tasks of greater personal importance prioritizing activitiesrelatedtoroutinetasks.TheInternetofThings(IOT)referstoatechnological revolution that has as purpose connect the items from day to day to the worldwide network of computers. Thus, the aim of this project is to demonstrate a model of ubiquitous connection to physical objects of the day-to-day in the digital world, by applying the paradigm of IOTin a prototype of a window, where the opening and closing of same, are carried out according to the readings of climatic conditions over the Internet. For the development of this model, it was used a library to connect to the cloud that allows the collection of data of climate forecasts Yahoo alongwiththerainsensor,whichareprocessedthroughtheboardMicrocontrollerArduino Yn. The window has sufficient intelligence in the environment so that you do not need user controlbymeansofapplications,thusreducingthetasksandcognitiveloadrelatedtothe obligations of the end user. Through this project has certified that it is possible to implement a simple solution, advantageous and low cost using the Internet of Things. Keywords: Internet of Things; IoT; Arduino Yn; rain sensor; ubiquitous connection. x LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 - A tabela peridica dos Objetos Encantados15 Figura 1.2 - Tempo gasto por tipo de atividade16 Figura 1.3 - Tempo gasto em cada atividade17 Figura 2.1 - Computao Ubqua20 Figura 2.2 - Posicionamento da Computao Ubqua20 Figura 2.3 Conexo contnua com a Internet22 Figura 2.4 - Cultivo controlado por smartphones23 Figura 2.5 - HUE: Iluminao personalizada Wireless24 Figura 2.6 - Ambient Umbrella25 Figura 2.7 - Arduino Uno R3 (Frente)26 Figura 2.8 - Estrutura de comunicao com OpenWrt-Yn via Ponte27 Figura 2.9 - Acesso REST API28 Figura 2.10 - Tela de inicializao do OpenWRT Linino do Yn28 Figura 2.11 - Plataformas disponveis no Temboo30 Figura 3.1 - Arquitetura do Sistema31 Figura 3.2 - Shield Yn conectado uma placa Arduino33 Figura 3.3 - IDE do Arduino33 Figura 3.4 - Conexo do Sensor de Chuva ao Arduino35 Figura 3.5 Condio para acender o Led35 Figura 3.6 - Conexo do Motor 28BYJ-48 e Driver ULN2003 placa Arduino36 Figura 3.7 - Cdigo para controle do Motor de Passo37 Figura 3.8 - Shield Dragino como Access Point38 Figura 3.9 - Painel de Controle do Dragino38 Figura 3.10 - Biblioteca TembooAccount.h para acesso ao Temboo39 Figura 3.11 - Cdigo para recuperar informaes do tempo40 Figura 4.1 - Leituras realizadas pelo sensor de chuva no estado high44 Figura 4.2 - Coleta do XML sem a previso de chuva45 Figura 4.3 - Janela no estado "aberta"45 Figura 4.4 - Coleta do XML com a previso de chuva46 Figura 4.5 - Janela no estado "Fechada"46 Figura 4.6 - Leituras realizadas pelo sensor de chuva no estado low47 Figura 4.7 - Coleta do XML com a previso de chuva fraca47 xi LISTA DE TABELAS Tabela 1 Teste de leitura de intensidade de volume de gua34 Tabela 2 - Elementos disponveis do Yahoo Weather42 Tabela 3 - Cdigos de condies climticas43 xii SUMRIO 1-INTRODUO14 1.1 -Objetivo17 1.2 -Metodologia17 1.3 -Organizao do trabalho18 2-REVISO BIBLIOGRFICA19 2.1 -Computao Ubqua19 2.1.1-Computao Mvel20 2.1.2-Computao Pervasiva21 2.2 -Internet das Coisas21 2.3 -Exemplos de Aplicao22 2.3.1-NIWA Sistema Hidropnico22 2.3.2-HUE Sistema de Iluminao automtica23 2.3.3-Ambient Umbrela Aviso de alteraes climticas24 2.4 -Arduino25 2.4.1-Arduino Yn26 2.4.2-OpenWrt-Yn27 2.5 -Sensores29 2.5.1-Sensor de Chuva29 2.6 -Plataforma TEMBOO29 3-DESENVOLVIMENTO31 3.1 -Arquitetura da aplicao31 3.2 -Conexo do Shield Yn placa Arduino e configurao da IDE33 3.3 -Conexo do Arduino com o sensor de chuva34 3.4 -Conexo do Motor de Passo placa Arduino36 3.5 -Configurao do Yn Shield37 3.6 -Comunicao do Arduino Yn com a Plataforma Temboo39 xiii 4-RESULTADOS41 4.1 -Padro de Configurao do Yahoo Weather41 4.1.1-Address41 4.1.2-Response Format41 4.1.3-Day41 4.1.4-Units41 4.2 -Parmetros avaliados41 4.3 -Leituras obtidas atravs do sensor de chuva e da API do Yahoo Weather43 4.3.1-Leituras sem valores de chuva para API e sensor43 4.3.2-Leituras com valores de chuva para a API e high para o Sensor de chuva45 4.3.3-Leituras com valores de chuva46 5-CONSIDERAES FINAIS48 5.1 -Contribuies e concluses48 5.2 -Trabalhos futuros49 6-REFERNCIAS50 14 1- INTRODUO A Tecnologia da Informao est se transformando com a tendncia de se tornar ainda maisonipresentenasociedade(SONDERGAARD,2011).Nofinaldosanos80,atravsdo artigoThecomputerforthe21stCentury,foiprevistoporWeiser(1991)umaumentode funo e disposio de servios de computao para os usurios finais, entretanto a visibilidade destesserviosseriamamenorpossveldandonfasenaideiadaonipresenaeda miniaturizao, para ele, a computao no seria exclusividade de um computador, uma caixa mesmo que em medidas reduzidas e, sim, diversos dispositivos conectados entre si. Esse desenvolvimento permite a mobilidade de aparelhos, e isso faz com que o usurio sejacapazdeutilizarserviosqueumcomputadorofereceindependentedesualocalizao fsica. Assim, tem-se um aumento de habilidade de mover fisicamente servios de computao junto ao usurio em movimento, transformando a computao em uma atividade que pode ser levadaparaqualquerlugar,possibilitandointeraosimples,intuitivaedinmica, proporcionando segurana, comodidade, praticidade e naturalidade (ARAUJO, 2003) (LEMOS e JOSGRILBERG, 2009). O Arduino consiste em uma plataforma de cdigo aberto para prototipagem eletrnica baseado em software e hardware flexvel, que permite a automao de projetos eletrnicos e robticos (ARDUINO, 2014). Considera-se a mais importante funo deste hardware, o poder de controlar, pois desta forma se torna possvel enviar e receber informaes de praticamente qualqueroutrosistemaeletrnico(FILHO,2012).Comestaplacasetornapossvela elaborao, por exemplo, de um sistema de captao de dados de sensores, como temperatura, umidade e iluminao, process-los e envi-los para um sistema remoto (PROJETO 39, 2010).Nesta situao, surge o conceito deInternet of Things (IoT) que faz referncia a uma revoluotecnolgicaqueobjetivaaconexodeitensdodiaadiaredemundialde computadores.Constantementesoproduzidoseletrodomsticos,meiosdetransporteseat mesmocalados,vesturiosemaanetasconectadasInterneteaoutrosdispositivos,como computadores e smartphones. VERMESAN e FRIESS (2011) definem a IoT como uma rede deinfraestruturaglobalqueabrangeparadigmaseprotocolosdecomunicaoentreobjetos fsicos e virtuais que interagem com o mundo real por meio de interfaces inteligentes. Atravsdeobjetosdedicados,oscomputadoresgradualmentedesaparecerodos ambientes,enquantoacapacidadedeprocessamentodeinformaoirdifundirportodoo cenrio em volta. Com ahabilidade de processaras informaes interligadas, os objetos vo 15 possuircapacidadeintelectual.Elespoderotambmobteridentificaeseletrnicasnaqual podero ser consultados via acesso remoto ou serem equipados com sensores para identificar alteraesaoseuredor.Dispositivosimveisesilenciosossetornaroseresanimadose comunicadores,inserindointeligncianosambientes(SANTAELLA,2008)(VILLARES, HERSCOVICI, et al., 2008). Os objetos passaram a possuir uma identificao na Internet e os dados coletados por meiodesensoressoarmazenadosemplataformasonline(XIVELY,2013).Aligaode objetospermitecriarsoluesqueirotransformaromodocomousuriosinteragemcoma tecnologia a qual eles tero a necessidade de adaptar-se com as novas experincias. Essesdispositivosestaroconectadosentresi,formandoumagranderedeubquae irointeragirbuscandoauxiliarnasdiversasatividadesdaspessoas,instituieseempresas, desdeastarefassimplesatasmaiscomplexas(ARAUJO,2003).Paraisso,hdoispontos chaves na computao ubqua: o tamanho desses dispositivos e suas localizaes, para que eles possam interagir e se integrar automaticamente com outros dispositivos em novas localizaes (WEISER,1991)(SOUZA,2007).AFigura1.1representaalgumasideiasdeobjetosque podem ser conectados Internet (ENCHANTED OBJECTS, 2014). Figura 1.1 - A tabela peridica dos Objetos Encantados Fonte: ENCHANTED OBJECTS (2014) 16 O conceito de Internet das Coisas e computao ubqua pode ser utilizado na resoluo deproblemasreais.Porexemplo,narotinasemanaleemmeioasatividadesmaissimples, porm de difcil execuo por motivo da falta de tempo, a IoT auxilia e permite a otimizao dessa rotina com as atividades que devem ser feitas, tornando assim, de modo fcil s pessoas permanecerem conectadas e beneficiando-se das tecnologias (MUNDO CONECTADO, 2014). Ainovaoeacriaodecoisaseambientesinteligentesoferecemmaioraproveitamentoe contentamentonodia-a-diadaspessoas.Issosedeveaofatodasmquinasrealizaremaes entreelaspormeiodaconectividadeentreredessemfio,semintervenohumana, incorporando a viso de bem-estar da sociedade aumentando o conforto e a qualidade de vida (PACIFICO, 2014) (FARIA, 2014) (BRITES, 2014). Uma pesquisa feita pelo Ibope Inteligncia (2013), mostrou que 35% dos brasileiros estoinsatisfeitoscomaformaquegastamotempo,emumaoutrapesquisalevantadapelo IBGE (2012) , foi elaborado um mapeamento em cinco Estados brasileiros, de como as pessoas esto usando seu tempo entre as atividades dirias. A Figura 1.2 demonstra os resultados obtidos em relao ao tempo gasto por atividade. Figura 1.2 - Tempo gasto por tipo de atividade Fonte: Adaptado de O GLOBO (2013) 17 AFigura1.3mostraquemulheresutilizammaistempocomafazeresdomsticose cuidados pessoais do que com outras atividades: Figura 1.3 - Tempo gasto em cada atividade Fonte: Adaptado de O GLOBO (2013) O tempo limitado na rotina faz com que as pessoas se conectem Internet de modos alternativos. De acordo com o especialista Kevin Ashton fundador do MIT, tornar possvel o acmulo de dados do movimento dos corpos com preciso superior as informaes de hoje e comessesdados,poderdiminuir,otimizarepouparrecursosnaturaisedeenergia,por exemplo.Estecrescimentosermaiordoqueaevoluodomundoonlineatual(ASHTON, 2009) (ZAMBARDA, 2014). 1.1 -Objetivo Oobjetivodestetrabalhodemonstrarummodelodeconexoubquadeobjetos fsicos ao mundo digitalatravs da Internet das Coisas de baixo custo, com acriao de um prottipo de uma janela, onde a abertura e o fechamento da mesma, ocorrem de acordo com as leituras das condies climticas pela Internet, para propor uma soluo a demanda de tempo despendido para atividades rotineiras. 1.2 -Metodologia Para o desenvolvimento deste trabalho sero utilizados um micro controlador Arduino Mega 2560 com o Dragino Yn Shield para a conexo Internet e obteno dos dados de clima via Application Programming Interface (API) Yahoo Weather, um sensor de chuva para que o sistemasetorneaindamaisconfiveletambmummotordepasso28BYJ-48parao movimento da Janela. 18 O desenvolvimento do prottipo possui as seguintes etapas: a)Definio dos componentes que sero utilizados no desenvolvimento do sistema para realizao do movimento de abertura e fechamento da janela a partir da obteno de dados de alteraes climticas; b)Definio da forma de anlise dos dados da API do Yahoo Weather e do sensor de chuva; c)Definio do servidor Web;d)Programao do mdulo Arduino e conexo do Shield Yn nuvem para coleta de informaes da API do Yahoo Weather; e)Montagem do ambiente de testes por se tratar de um prottipo; f)Testes. 1.3 -Organizao do trabalho Este trabalho est organizado nos seguintes captulos: a)OCaptulo2apresentaarevisobibliogrficaeasfundamentaestericas utilizadasnesteprojeto.Seucontedooresultadodaspesquisasquefundamentameste trabalho. b)OCaptulo3apresentaasdescriesdecomoasteoriaspesquisadasforam utilizadas no desenvolvimento de projetos. c)O Captulo 4 apresenta os resultados obtidos por este trabalho, incluindo tambm entraves e consideraes a respeito da implantao do modelo proposto por este trabalho. d)OCaptulo5apresentaasconsideraesfinaisdestetrabalho,ondeconstam tambm contribuies e propostas futuras do projeto. 19 2- REVISO BIBLIOGRFICAEstecaptulovisadescreverdoispontosqueseroasbasesparaodesenvolvimento desse trabalho: Internet das Coisas e Computao Ubqua. Com o objetivo de definir, demonstrar reas de atuao e exemplos de aplicaes reais dosassuntosaseremtrabalhados,estecaptuloseorganizanaseo2.1queapresentaa computao ubqua e seo 2.2 que descreve a Internet das Coisas.2.1 -Computao Ubqua A computao agita-se para fora das estaes de trabalho e computadores pessoais e comeaasetornarpervasivanonossocotidiano,esteoprincpiobsicodaUbiComp (Computao Ubqua). Considerado o criador da computao ubqua, Weiser (1991) previu que computadoreshabitariamosmaiscomunsobjetoscomoporexemplocopos,etiquetas, interruptores de luz, canetas, varal, janelas, entre muitos outros objetos, de forma transparente paraousurio.ParaWeiser(1991)eAraujo(2003),necessitamoshabituar-noscom computadores, e no apenas ter interao com eles. Weiser,GoldeBrown(1999)descrevemaComputaoUbquacomoacriaode ambientes repletos de dispositivos com disposio computacional e de comunicao, os quais devem apresentar-se de modo invisvel ao usurio. A Computao Ubqua considerada como o novo modelo de computao para o sculo XXI, onde se tornar possvel a juno do mundo fsicoaomundodainformao,servioseaplicaesqueserodistribudasemabundncia, fazendocomquemquinas,usurios,dados,aplicaeseobjetosdoespaofsicointerajam uns com os outros de forma natural onde quer que estejam (SBCUP, 2013).Acomputaoubquapermitirquediversasaplicaessemfiosecomuniquem, incluindo o monitoramento dos animais de estimao e plantas de uma casa, o funcionamento deequipamentos,mantendoecontrolandocoisascomolivros,bicicletas,mquinadelavar, micro-ondasentreoutrosobjetosdodia-a-dia(SIDRAM,2014)(EDWARDSeGRINTER, 2001)conformeexemplosdaFigura2.1.EstamosentrandonaeradaInternetparaomundo fsico (pessoas, processos, dados e coisas), este processo ainda est no incio, com cerca de 10 bilhes de dispositivos j conectados. Em 2020, a Cisco (2011) prev que esse nmero chegar a 50 bilhes de "coisas". 20 Figura 2.1 - Computao Ubqua Fonte: SIDRAM (2014) ResumidamenteaUbiCompestposicionadaentreaComputaoMvelea Computao Pervasiva conforme a Figura 2.2: Figura 2.2 - Posicionamento da Computao Ubqua Fonte: DOMINGUES (2008) Logo, segundo exposto na Figura 2.2, a Computao Ubqua beneficia-se dos avanos tecnolgicosdeambososramosdepesquisa.Portanto,aUbiCompaintegraoentrea mobilidade com sistemas e presena distribuda, em grande parte imperceptvel, inteligente e altamente integrada dos computadores e suas aplicaes para o benefcio dos usurios. 2.1.1-Computao Mvel Acomputaomvelacapacidadedeumdispositivocomputacionaleosservios associados ao mesmo serem mveis, permitindo este ser transportado mantendo-se conectado rede ou a Internet. 21 Este conceito pode ser observado na utilizao de redes sem fio, acesso internet atravs dedispositivoscelularesoumesmoatravsdoprpriocelular.Tambmpode-severificaro crescimentodeaplicaesBluetoothsejaatravsdefonesdeouvidosemfios,impressoras fotogrficas ou mouses sem fio (DOMINGUES, 2008). 2.1.2-Computao Pervasiva Este conceito define que os meios de computao estaro distribudos no ambiente de trabalho dos usurios de forma perceptvel ou imperceptvel. Atravs desta definio, supe-se que o computador estaria distribudo no ambiente, e noseriaapenasumamquinaemcimadamesa.Dotadosdesensores,ocomputadorseria capaz de detectar e extrair dados e variaes do ambiente, gerando automaticamente modelos computacionaiscontrolando,configurandoeajustandoaplicaesconformeasnecessidades dos usurios e dos demais dispositivos. Conforme esta interao, cada integrante do conjunto seria capaz de detectar a mtua presena, tanto dos usurios como dos demais dispositivos, e interagirautomaticamenteentreelesconstruindoumcontextointeligenteparasuamelhor utilizao. 2.2 -I nternet das Coisas O conceito da Internet of Things ou Internet das Coisas tem por premissa a ligao de artefatosreaiscomaInternet,fazendocomqueessesartefatostenhamprotocolosInternet Protocol (IP) e Uniform Resource Locator (URL), onde pode-se tomar como referncia, o atual funcionamento das pginas Web (SILVA e ROCHA, 2012). A IoT envolve o mundo fsico e digital, fazendo com que a parte fsica tenha tambm sua caracterstica digital (FRANA, PIRES, et al., 2011), podendo assim comunicar e interagir comoutrasentidadesdomundovirtual,sejamestesoutrosobjetosoupessoas.Destemodo, conexes iro se multiplicar e dar origem a uma nova organizao dinmica de redes. A Internet dasCoisasnoficocientficaenemummarketingestratgico,masalgobaseadoem avanos tecnolgicos slidos e vises de ubiquidade da rede (ATZORI, IERA e MORABITO, 2010) (TAURION, 2014) (INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION, 2005). Odesenvolvimentodestatecnologiapossibilitanovasformasdecomunicaesentre pessoas,coisaseentreasprpriascoisas.Umanovadimensofoiadicionadaaomundodas tecnologias de informao e comunicao (TIC): conexo a qualquer hora, de qualquer lugar e 22 de qualquer coisa (INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION, 2005). FRANA (2011)apresentaaschamadasnovasdimensesdomundodatecnologiadacomunicaoe informaoqueatravsdaInternetdasCoisasseroimplantadas,sendoquecadaumdos retngulosapresentadosnaFigura2.3respondemasperguntasoque,quandoeonde podehaverconexocomaInternet(STRATEGY,I.T.U.;UNIT,POLICY(SPU),2005) (FRANA, PIRES, et al., 2011). Figura 2.3 Conexo contnua com a I nternet Fonte: Adaptado de (FRANA, PIRES, et al., 2011) 2.3 -Exemplos de Aplicao AsaplicaesdeIoTcomeamaconstituir-senopilardenovosprocessosde manufatura, servios, cuidado de pessoas em residncias (Home Care), produo e distribuio inteligentedeenergia(SmartGrids)edemuitasoutrasaplicaes,limitadasapenaspela imaginao dos desenvolvedores. Atualmente j existem diversos projetos e aplicaes com o modelo de Internet das Coisas, alguns so listados a seguir: 2.3.1-NIWA Sistema Hidropnico ComoexemplodeIoTpode-secitaroNiwa,queumsistemahidropnico automatizado que atende todas as necessidades das plantas, como por exemplo regar, alimentar e fazer com que ela tenha timo crescimento nas condies de 24/7 (BRAITHWAITE, 2014). A Figura 2.4 demonstra a aplicao. 23 Figura 2.4 - Cultivo controlado por smartphones Fonte: NIWA (2014) 2.3.2-HUE Sistema de Iluminao automtica Outro exemplo da aplicao do IoT o HUE (Figura 2.5), onde pode-se controlar as lmpadas uma de cada vez ou todas. possvel encontrar o tom perfeito de branco ou escolher um tom preferido clicando em uma paleta de cores (ROSE, 2014). Alm de o produto oferecer conforto e comodidade, apresenta tambm segurana e proteo, quando no houver ningum emcasa,oaplicativoauxiliademaneirainteligentesimulandoapresenadepessoas, acendendo aleatoriamente as luzes, sem contar tambm que possvel definir alarmes para que asluzessejamligadas/apagadasautomaticamenteourealizeocontroleremotopeloportal independentemente de onde a pessoa estiver. Alm disso, com a tecnologia de cerco geogrfico, o HUE tambm pode dar boas-vindas, acendendo as luzes quando a pessoa chegar em casa (PHILIPS, 2014) (UNGERLEIDER, 2014). 24 Figura 2.5 - HUE: Iluminao personalizada Wireless Fonte: Adaptado de PHILIPS (2014) 2.3.3-Ambient Umbrela Aviso de alteraes climticas O guarda-chuva de previso do tempo tem uma ala com um receptor de rdio embutido querecebedadosmeteorolgicospara150locaisnosEstadosUnidosdeacordocomosite Accuweather.com. Quando o mau tempo se aproxima do guarda-chuva, uma luz Light Emitter Diode (LED) pisca mais e mais rapidamente para avisar sobre a preciptao (GREEN HEAD, 2014). O guarda-chuva (Figura 2.6) funciona, iluminando a ala em caso de previso de neve, trovoadas, chuva ou garoa. Cada sistema de tempo tem um padro de luz diferente, de modo que os usurios saibam o que esperar. Isso ajuda as pessoas lembrarem de levar o guarda-chuva (WAKEFIELD, 2009). 25 Figura 2.6 - Ambient Umbrella Fonte: GREEN HEAD (2014) 2.4 -Arduino Arduinoumaferramentaparacriarcomputadoresquepodemsentiroambientee controla-lo(PROJETO39,2010).umaplataformaaberta(open-source)voltadaparaa construodeprottiposeletrnicosbaseadaemhardwaredefciladaptaoesoftware simples, facilmente manipulvel para a criao de objetos ou ambientes interativos. UmaplacadoArduinopodeserconectadaadiferentessensorescapazesdesentiro ambiente ao seu redor, podendo inclusive interagir com o ambiente atravs de controladores, motores e outros atuadores (ARDUINO, 2014). possvel programar o micro controlador da placa utilizando uma linguagem de programao e um ambiente de desenvolvimento prprios do Arduino (UCHAS, 2013). OArduinocompostodeduaspartesprincipais:ohardwareaqualsetrabalha construindo objetos ou dispositivos e a interface de desenvolvimento atravs da qual se escreve o cdigo, que ser utilizado paracontrolar a placa(BANZI, 2009). AFigura 2.7 ilustra uma placa do Arduino Uno, que permite a automao de projetos eletrnicos e robticos. 26 Figura 2.7 - Arduino Uno R3 (Frente) Fonte: ARDUINO (2014) OscdigosparaArduinopodemserescritosutilizandoumaprogramaodecdigo abertochamadaProcessingepodemserdesenvolvidasemumambientedeprogramao chamado PDE (Processing Development Environment) escrito em Java, e que pode rodar em trs modos: modo Java, modo JavaScript e modo Android (BANZI, 2009). O PDE traduz os comandos(sketches)paraalinguagemdeprogramaoCeastransfereparaocompilador AVR-GCC existente no PDE. Com o cdigo compilado, o prprio PDE pode ser utilizado para fazer o Upload para a placa (ARDUINO, 2014).AlinguagemdeprogramaoProcessingfoiinicialmentedesenvolvidaparaensinar fundamentos de programao a estudantes, porm, evoluiu para uma ferramenta capaz de gerar trabalhosprofissionais.Atualmentemuitoutilizadaporestudantes,pesquisadores, profissionaiseentusiastasdaprototipagemparaacriaodeestruturassofisticadas (PROCESSING 2, 2014) (THORP, 2009). 2.4.1-Arduino Yn O Arduino Yn uma placa Arduino diferente das outras (CAZENAVE, KECY, et al., 2014). Enquanto a programao muito semelhante ao Arduino Leonardo, tambm com o chip 32U4, o Yn tem um processadoradicional, umAtheros AR9331 (Linino), que executa uma distribuiodeLinuxparasistemasembarcadoschamadoOpenWrt-Yn,combaseem OpenWrteumainstalaocompletadoPython2.7instaladaporpadro.Aprogramaodo 32U4 via USB idntico ao Arduino Leonardo, uma vez configurado o Yn para se conectar 27 rede WiFi ser possvel tambm programar o 32U4 via rede (ARDUINO, 2015) (BRENTARI, ZAMBOTTI, et al., 2015).A estrutura exibida na Figura 2.8 mostra a conexo da biblioteca de ponte que permite a comunicao entre Arduino e OpenWrt-Yn. Figura 2.8 - Estrutura de comunicao com OpenWrt-Yn via Ponte Fonte: ARDUINO (2014) A biblioteca Bridge.h facilita a comunicao entre os dois processadores, permitindo aosprogramasdoArduinosecomunicaremcomshellscripts,interfacesderedeereceber informaes do processador AR9331. O host USB, as interfaces de rede e o carto SD no esto conectadosao32U4,masoAR9331,eabibliotecaBridge,permitemaoArduinointeratuar com estes perifricos (MULTILGICA, 2015). O Yn possui um slot on-board SD, um conector Ethernet, um conector USB e tambm um mdulo WiFi embutido, permitindo se conectar a um roteador sem fio ou somente agir como um ponto de acesso. 2.4.2-OpenWrt-Yn OOpenWrt-YnusaRESTparaclienteseservidores.RESTumacrnimopara "Representational State Transfer". uma arquitetura de software que expe vrias partes do hardware Arduino atravs URLs (CURBERA, DUFTLER, et al., 2002). 28 Porpadro,oacessoRESTAPIdoYnprotegidocomsenha,paraalteraressa configurao, na parte inferior da pgina, possvel alterar para acesso sem senha conforme a Figura 2.9. Figura 2.9 - Acesso REST API Fonte: AUTOR (2015) OArduinoYncontacombibliotecasprontasparausonoTemboo,umaplaca preparada para projetos utilizando Internet das Coisas (SCHWARTZ, 2014). OsistemausadonoSoCAR9331oLinino,versoalteradadoOpenWRTparaos propsitos do projeto Yn. possvel acessar o terminal de comando do Linino por meio de SSH, bastando conhecer o IP da placa na rede. Ao conectar no sistema, o usurio recebido pela tela de saudao, como mostrada na Figura 2.10. Figura 2.10 - Tela de inicializao do OpenWRT Linino do Yn Fonte: AUTOR (2015) Dentrealgumasdesuascaractersticas,estapresenadePythondefbrica,ea capacidade de lidar com uma API REST, em que, resumidamente, torna o Arduino Yn capaz deinteragircomaplicaeswebpormeiodeURLscustomizadas,capazesdecontrolarsuas GPIOs (General Purpose Input/Output) e fazer at mesmo leitura dos conversores analgico-digitais. 29 2.5 -Sensores Um sensor comumente definido como um dispositivo que recebe e responde a um estmulo positivo ou um sinal eltrico, ou seja, convertem estmulos fsicos para sinais eltricos atravs da ao de componentes, os quais podem ser analgicos ou eletrnicos ativos. Os sinais convertidos podem ser interpretados, funcionando como uma interface entre o mundo fsico e os dispositivos eletrnicos (NOMADS USP, 2008) (JUNIOR, 2012). 2.5.1-Sensor de Chuva O sensor de chuva um componente para o Arduino onde possui uma placa composta pormltiploscanaisresistentesoxigenao,quedetectamonveldelquidoqueest envolvendo a placa e acompanha o mdulo com chip comparador LM393, onde so efetuadas as leituras das informaes do sensor e os dadosso enviados atravs dos pinosD0, que a sadadigital(apresentandoresultados0e1)eaA0queasadaanalgica(apresentando resultados 0 e 1024). O mdulo possui um potencimetro para ajustar a sensibilidade do sensor, umLEDinformandoatransmissodedados(verde)eoutroinformandoqueosensorest ligado(vermelho)(LABORATRIODEGARAGEM,2013)(RENATOHILDEBRANDO PARREIRA, 2013). 2.6 -Plataforma TEMBOO Temboo uma plataforma web escalvel que possibilita a conexo entre dispositivos de hardwareeaplicaesparamaisdeumacentenadeAPIs,bancodedadoseutilitriosde cdigos. A Biblioteca Temboo contm mais de 2000 processos (chamados Choreos) e a partir desses diferentes servios web podem ser acionados na nuvem com algumas linhas de cdigo. OdesenvolvedorpodetestaroChoreoviabrowseremdiversaslinguagensdeprogramao disponveis(NELMS,2014)(KEPES,2012)(TEMBOO,2015).AFigura2.11apresenta algumas plataformas disponveis no Temboo. 30 Figura 2.11 - Plataformas disponveis no Temboo Fonte: Adaptado de TEMBOO (2015) H uma gama de servios disponveis atravs de chamadas de API em diversos idiomas, e por este motivo a programao se torna cada vez mais complexa. Assim, o Temboo auxilia no desenvolvimento atravs de automatizaes de interaes entre conjuntos de dados variados (KEPES, 2012) (TEMBOO, 2015). 31 3- DESENVOLVIMENTO O objetivo deste captulo apresentar um modelo para conexo de objetos fsicos do dia-a-diaInternet,atravsdoconceitodeInternetofThings,transformando-osemobjetos inteligentes, dentro do paradigma dacomputao ubqua. O objeto escolhido foi uma janela, porm pode-se aplicar este mesmo modelo a qualquer outro objeto. 3.1 -Arquitetura da aplicao OdesenvolvimentodacomputaoubquaapartirdoparadigmaInternetdasCoisas ser demonstrado na criao de um prottipo de janela que se fecha em caso de chuvas. Este sistemapossuiummicrocontroladorArduinonaversoATmega2560,umprotoboard,fios jumpers (Macho-Macho, Macho-Fmea e Fmea-Fmea), um motor de passo 28BYJ-48 com oDriverUln2003,umServoMotorSM-S4306R360Graus,umsensordechuvaeumYn Shield. Para desenvolvimento da aplicao, utilizou-se a IDE do Arduino 1.6.1. Primeiro a ao defecharajanelarealizadade2formas,ouosistemadetectaaprecipitaoatmosfrica atravs do sensor de chuva e envia a ao para o motor de passo fechar a janela ou via API do Yahoo Weather conectada ao Temboo em caso de previso de chuva.Quando a precipitao terminar,osensorprocedecomnovasleiturasemconjuntocomYahooWeatherparasaber quando abrir novamente a janela. A Figura 3.1 ilustra a arquitetura do sistema. Figura 3.1 - Arquitetura do Sistema Fonte: AUTOR (2015) 32 O sistema no disponibilizar aplicaes para o celular, pois o objetivo deste projeto fazer com que os objetos sejam inteligentes o suficiente para executar funes, independente do comando do usurio, no o objetivo transferir o controle da atividade do mundo real para o celular, e sim desvincular tal atividade do usurio, assim como mencionado na palestra Uma histria de 30 anos do futuro ministrada por Negroponte (2014), fundador do Laboratrio de Mdia do MIT, para que se consiga a invisibilidade abordada por Weiser (1993), o sistema no deve falhar, a tecnologia deve ser segura e no pode incomodar o usurio (OCALLAGHAN, 2014). AdefiniooriginalfeitaporKevinAshton(1999),fundadordotermoInternetof Things, aponta para um importante comportamento que distingue o que faz e o que no faz o conceito de Internet das Coisas. Ashton utiliza o termo sem qualquer interao humana e a partirdissopode-sedizerquandoalgoounoInternetdasCoisas(BALAGUER,2014) (ASHTON,2009)(ATZORI,IERAeMORABITO,2010).ComoexemplodaIoT,pode-se citarquandoumcarroseaproximadecasaeocelularcomumendereoIPassociado,se comunica com a porta da garagem e sem qualquer interao humana, automaticamente se abre eaoentrarnacasa,oarcondicionadoassociaapresenanacasaeacionaautomaticamente percebendoqualatemperaturaexternaedeixandoacasacomatemperaturaideal (BALAGUER, 2014). Declarado pelo visionrio Weiser (1991), as tecnologias mais profundas, so aquelas que desaparecero, e hoje muitos conceitos no esto sendo aplicados de maneira correta, pois atecnologiaaoinvsdedesaparecer,estsetornandocadavezmaisvisvelnastelasde celulares,geladeiras,carroseemdiversosoutroslugares(OCALLAGHAN,2014),eessas telas criam o que os psiclogos cognitivos chamam de carga cognitiva, que se fundamenta na impossibilidadequeoserhumanomanifestaemprocessardiversasinformaes simultaneamente(UNICAMP,2014).Temasrelacionadosavaloresestosendoredefinidos, noestomaiscentralizadossomenteemvalormonetrio,massimrelacionadosaotempo, durabilidade, origem e impacto ambiental, tudo isso definido atravs de um produto e servio. EsteprojetofundamentajustamenteestaquestolevantadaporWeiser(1991), OCallanghan (2014), Ashton (2009) e Balaguer (2014), onde o objeto atuar de forma discreta, incorporando tecnologia ao ambiente sem qualquer interao humana. 33 3.2 -Conexo do Shield Yn placa Arduino e configurao da IDE AconexodoArduinoaocomputadorrealizadademaneirasimples,bastando conect-lo a uma entrada USB (ARDUINO, 2014). O Shield Yn pode ser usado com qualquer Arduino, seja placa Uno, Mega, Due, bastando encaixar placa e usar, caracterstica essa que foi tratada pelo Hackaday (2014) como um diferencial bem positivo desse shield.A Figura 3.2 mostra a conexo do Shield Yn uma placa de Arduino. Figura 3.2 - Shield Yn conectado uma placa Arduino Fonte: DRAGINO (2015) NositedoArduinoencontra-seolinkparadownloaddaversomaisatualizadada interface de desenvolvimento (IDE). Ao abrir a IDE, ser exibida a interface conforme a Figura 3.3. Figura 3.3 - IDE do Arduino Fonte: AUTOR (2015) 34 SernecessrioselecionaraplacadoArduinoqueserutilizada,parao desenvolvimento no menu Ferramentas/ Placa /Arduino Mega2560 - Dragino Yn. 3.3 -Conexo do Arduino com o sensor de chuva O sensor de chuva pode ser usado para monitorar diversas condies climticas como por exemplo gotas de chuva ou neve. Quando o clima est seco, a sada do sensor fica em estado alto (high) e quando h uma gota de chuva em estado baixo (low). Estesensorposteriormenteserutilizadojuntamentecomomotordepassoeirse conectar sada digital para abrir (sem chuva - nvel high) ou fechar (com chuva - nvel low) a janela quando for detectada precipitao atmosfrica.Oprogramaelaboradoparafinsdeintegraocomaaplicao,interpretaasleituras feitas pelo sensor de chuva. A Tabela 1 apresenta os testes efetuados de acordo com o contato do sensor de chuva em diferentes nveis de volume de gua: Tabela 1 Teste de leitura de intensidade de volume de gua Cenrio Anlise de AmbienteAmbientecomdiferentes nveisdeumidadequeno afetaramolocalcomas partculasdegua.Aplaca no ficou mida. Ambientecomgotasde guaconsiderveis (sereno)queafetaram moderadamenteolocal deixandoaplacaum pouco molhada. Ambientecomalta intensidadedegua,que afetouconsideravelmente olocal,deixandoaplaca bastante molhada. Leitura Analgica Valores de 901 a 1024.Valores de 401 a 900.Valores de 0 a 400. Led Acesso VerdeAmareloVermelho Led Apagado Amarelo e VermelhoVerde e VermelhoVerde e Amarelo Fonte: AUTOR (2015) 35 A Figura 3.4 ilustra a conexo realizada do sensor de chuva ao Arduino: Figura 3.4 - Conexo do Sensor de Chuva ao Arduino Fonte: AUTOR (2015) Aps os testes realizados na Tabela 1, o mdulo foi ajustado de modo que o led acenda deacordocomonveldeumidadeverificado,submetendoosvaloreslidosatravsdos comandos IF (condicional), que foram ajustados nos testes de intensidade. A Figura 3.5 exibe trechos de cdigos das condies realizadas: Figura 3.5 Condio para acender o Led Fonte: AUTOR (2015) No cdigo parcialapresentado pelaFigura 3.5,as variveisval_de val_a recebem respectivamente o valor lido pelo pino digital e pino analgico, aps a leitura realizada uma anlise de acordo com a calibrao feita do sensor de chuva, esses valores so levados para o serial monitor atravs doSerial.print(), caso a umidade relativa do ar seja baixa e no estiver chovendo, o led verde ficar aceso (high) por conta da condio if (val_a >900 && val_a < 1024), estando os demais leds apagados (low), caso os valores do pino analgico 36 estiverem entre 400 e 900, o led amarelo ficar em high e os demais em low sinalizando chuva moderada e caso o valor for menor do que 400 o led vermelho ficar em high e os demais em low demonstrando assim a intensidade da chuva.3.4 -Conexo do Motor de Passo placa Arduino Para realizar a abertura e fechamento da janela, foi utilizado o motor de passo 28BYJ-48eodriverULN2003placadoArduino,paraqueatravsdarotaodoeixodomotor, pudessem aplicar a fora necessria para que o objeto pudesse executar uma ao. AFigura3.6mostraocircuitoutilizandoomotordepasso28BYJ-48eodriver ULN2003 com o Arduino: Figura 3.6 - Conexo do Motor 28BYJ-48 e Driver ULN2003 placa Arduino Fonte: AUTOR (2015) Ocontrolederotaesdomotor,foirealizadoparaquerodeumanicavezemum sentido, aguarde 2 segundos e gire para o outro sentido 2 vezes. Para implementar este controle, foi necessria a instalao da biblioteca CustomStepper. Esta biblioteca inclui funes para fazer o motor girar um determinado nmero de vezes, em um determinado ngulo (em graus) ou girar at enviar outro comando. Para a instalao da biblioteca de motor de passo no Arduino, necessitou-secolocarapastaCustomSteppernodiretriolibrariesdaIDEdoArduino.A Figura 3.7 exibe parte do cdigo utilizado para o desenvolvimento: 37 Figura 3.7 - Cdigo para controle do Motor de Passo Fonte: AUTOR (2015) AfunoCustomStepper(),comoapresentadanaFigura3.7,recebenos4 primeiros parmetros (8,9,10,11) as portas utilizadas para a ligao ao motor, esses devem ser um valor do tipo inteiro e os valores dentro das chaves {8, B1000, B1100, B0100, B0110,B0010,B0011,B0001,B1001}correspondemsequnciadeativaodas bobinas do motor, o primeiro elemento o nmero de passos da sequncia, podendo chegar at 8passos.Ovalor4075.7728395correspondeaonmerodepassosnecessriosparauma rotao completa do motor 28BYJ-48, e o valor 12 corresponde a velocidade de rotao e por fim o ltimo parmetro representa o sentido de rotao, que pode ser CW (Horrio), CCW (Anti-horrio) ou STOP (Parado). 3.5 -Configurao do Yn Shield A configurao do Shield, foi realizado atravs da conexo da placa em fonte de Energia (9V), quando ligado o Yn pela primeira vez, exibido como um Access Point nas conexes de rede Wireless, o nome aparece como Dragino XXX, conforme a Figura 3.8: 38 Figura 3.8 - Shield Dragino como Access Point Fonte: AUTOR (2015) Aps isso, foi necessrio realizar a configurao do Shield via Browser, acessando o IP 192.168.240.1einserindoasenhapadrodaplacaqueDragino,feitoissoatelade configurao foi exibida conforme a Figura 3.9, bastando conect-lo Internet. Figura 3.9 - Painel de Controle do Dragino Fonte: AUTOR (2015) 39 3.6 -Comunicao do Arduino Yn com a Plataforma Temboo A comunicao do Arduino Yn com a plataforma Temboo se deu atravs da conexo WirelesseutilizandoasbibliotecasTemboo.h,Bridge.heTembooAccount.h, necessrias para a comunicao de dados com o servidor. AbibliotecaTembooAccount.hcontmosdadosparaacessocontaTemboo cadastrada.AFigura3.10mostraocdigoelaboradoparapermitirconexodoArduino nuvem: Figura 3.10 - Biblioteca TembooAccount.h para acesso ao Temboo Fonte: AUTOR (2015) O cdigo apresentado na Figura 3.11, demonstra um modelo de requisio para a API Yahoo GetWeatherByAddress a partir do Arduino Yn, onde este recupera o tempo para o local especificado pelo mtodo GetWeatherByAddressChoreo.addInput(): 40 Figura 3.11 - Cdigo para recuperar informaes do tempo Fonte: AUTOR (2015) ParadefiniraquantidadedeiteraesdaplacaArduinoYncomanuvem,foi instanciada a varivel maxRuns com valor 10, que define o nmero mximo de vezes que o WeatherByAddress dever ser executado. AscredenciaisdefinidasnabibliotecaTembooAccount.h,sodefinidasnos mtodosassessoressetAccountName(),setAppKeyName()esetAppKey()ea unidade mtrica da temperatura que ser retornada, ser do tipo Graus Celsius (c). O mtodo setChoreo()identificaoservioqueestamosacessandonoWebService,sendoquepara demonstrao deste projeto o GetWeatherByAddress. O processo realiza novas leituras aps 30 segundos. 41 4- RESULTADOS O objetivo deste captulo apresentar os resultados obtidosneste trabalho, ondefoi empregadooconceitodeInternetofThingsparatransformaodeobjetosfsicosaomundo digital, tornando-os assim ubquos atravs do prottipo de uma janela inteligente. 4.1 -Padro de Configurao do Yahoo Weather ParatodosostestesrealizadoscomaAPIdoYahooWeatherforamadotadosos seguintes padres: 4.1.1-Address O parmetro Address refere-se ao endereo a ser pesquisado, o padro utilizado para efeitos de medies foi So Jos dos Campos, SP, Brazil 4.1.2-Response Format O formato da resposta, podendo ser em XML ou JSON, o padro selecionado para este projeto foi XML. 4.1.3-Day O parmetro Day refere-se a um ndice na faixa de 1 a 5, que corresponde a quantidade de dias de previso que se deseja recuperar. Hoje corresponde a 1, Amanh corresponde a 2, e assim por diante. Para realizao dos testes, o padro utilizado foi valor 1. 4.1.4-Units A unidade de temperatura na resposta apresentada pelo parmetro Units. As entradas aceitveis so F para Fahrenheit ou C para Celsius. O padro utilizado para a realizao do prottipofoiC,destemodotodasasunidadesdasmediesdevolvidas,temasmtricas alteradas. 4.2 -Parmetros avaliados AlgunsdositensdeelementosderetornodisponveispeloYahooWeather GetWeatherByAddress so apresentados na Tabela 2: 42 Tabela 2 - Elementos disponveis do Yahoo Weather ElementoDescrio guid Identificador nico para a previso, composta da identificao do local, data e hora. pubDate Data e a hora que a previso foi publicado com o seguinte formato de exemplo:Mon, 25 set 17:25:18 -0700. geo: lat Latitude do local. geo: long Longitude do local. yweather: condition Condies atuais do tempo. Os atributos so: text:umadescriotextualdacondio,porexemplo,"Parcialmente nublado" code: cdigo de condio para essa previso. Os valores possveis para este elemento esto descritos na Tabela 3. temp:temperaturaatual,nasunidadesespecificadaspeloyweather: elemento unidades (inteiro) date: data e hora atual para o qual se aplica esta previso. A data possui o seguinte formato de exemplo "Wed, 30 de november de 2005 13:56 PST" yweather: forecast Previsodotempoparaumdiaespecfico.Oelementoitemcontmvrios elementos de previso para hoje e para os prximos dias. Os atributos so: day: dia da semana a qual a previso se aplica.date: data a que esta previso se aplica. low: baixa temperatura prevista para o dia. high: alta temperatura prevista para o dia. text:umadescriotextualdecondies,porexemplo,"Parcialmente nublado" code: cdigo de condio para essa previso. FONTE: Adaptado YAHOO! DEVELOPER NETWORK (2015) Os parmetros que necessariamente precisaram ser avaliados para este prottipo, foram somente o Humidity e o ConditionCode. NaTabela3soapresentadosalgunscdigosutilizadosparadescreverascondies atuais do clima utilizados no elemento yweather: 43 Tabela 3 - Cdigos de condies climticas CdigoDescrio 1Tempestade 4Trovoadas 9Garoa 11Chuva Fraca 12Chuva Forte 17Granizo 20Nebuloso 21Neblina 25Frio 26Nublado 28Muito nublado 29Parcialmente nublado 31Claro 32Ensolarado 40Chuvas esparsas 44Parcialmente encoberto 3200No disponvel FONTE: Adaptado YAHOO! DEVELOPER NETWORK (2015) 4.3 -Leituras obtidas atravs do sensor de chuva e da API do Yahoo Weather Aps a anlise dos dados capturados atravs do sensor de chuva e da API do Yahoo Weather, foram observadas diferentes condies climticas, onde so apresentados nos tpicos abaixo. 4.3.1- Leituras sem valores de chuva para API e sensor OsvaloresobtidospelosensordechuvanoestadosemchuvaparaospinosD0 (digital)semprecorresponderamaovalor0,eosvaloresdeA0(analgico)sempreficaram acima de 1000 (high). A Figura 4.1 representa os valores lidos pelo sensor de chuva, com o cenrio de 51% de umidade atmosfrica lidos atravs do Yahoo Weather. 44 Figura 4.1 - Leituras realizadas pelo sensor de chuva no estado high Fonte: AUTOR (2015) No momento da anlise da Figura 4.1 foram observados os valores demonstrados pelo Yahoo Weather.GetWeatherByAddress na sada XML coletado, onde os dados coletados foram: ConditionCode= 28 ConditionText= Mostly Cloudy ForecastCode = 29 ForecastText = Partly Cloudy High = 26 Humidity= 51 Low= 17 Pressure= 1015.92 Temperature=26 Visibility = 9.99 WOEID = 455912 O XML apresentado na Figura 4.2, demonstra parte da sada para a aplicao: 45 Figura 4.2 - Coleta do XML sem a previso de chuva Fonte: AUTOR (2015) Apartirdessasinformaes,pornoconterdadosreferentesachuva,ajanela permaneceu no estado aberta conforme a Figura 4.3. Figura 4.3 - Janela no estado "aberta" Fonte: AUTOR (2015) 4.3.2-Leituras com valores de chuva para a API e high para o Sensor de chuva Quando foram obtidos valores de previso de chuva pela aplicao do Yahoo e no foi detectado a presena de lquido no sensor de chuva, a janela passou para o estado Fechada. A Figura 4.4 apresenta o XML gerado pela aplicao: 46 Figura 4.4 - Coleta do XML com a previso de chuva Fonte: AUTOR (2015) Verificando na Tabela 3, o cdigo 11 de condies climticas representa Chuva fraca, portanto a janela se fechou, a Figura 4.5 demonstra a aplicao da janela no Status Fechada: Figura 4.5 - Janela no estado "Fechada" Fonte: AUTOR (2015) 4.3.3-Leituras com valores de chuva OsvaloresobtidospelosensordechuvanoestadocomchuvaparaospinosD0 (digital)semprecorresponderamaovalor1,eosvaloresdeA0(analgico)sempreficaram abaixo de 900 (Low). A Figura 4.6 representa os valores lidos pelo sensor de chuva, enquanto a API do Yahoo Weather tambm estava apresentando o cdigo 11 (Chuva fraca): 47 Figura 4.6 - Leituras realizadas pelo sensor de chuva no estado low Fonte: AUTOR (2015) Os valores obtidos pelo XML podem ser observados na Figura 4.7. Figura 4.7 - Coleta do XML com a previso de chuva fraca Fonte: AUTOR (2015) De acordo com os testes executados, observou-se que as aes da janela so confiveis, vistoqueemqualquersituaodeprecipitao,ajanelaexecutaumaaoimediatapara fechamento. Em todos os casos a janela s abriu novamente caso o sensor de chuva estivesse com as leituras em high, ou seja, o valor analgico acima de 900 e leitura digital com valor 0. Diantedestecenrio,verificou-sequeaformadecoletadosdadospelaaplicaoocorrede maneira simples, pois o Arduino Yn permite realizar bridge de maneira prtica com a nuvem via TEMBOO, facilitando assim, a interao com a API do Yahoo Weather. 48 5- CONSIDERAES FINAIS O objetivo deste captulo apresentar as consideraes finais a respeito deste projeto. Este captulo est organizado como segue: a seo 5.1 apresenta as contribuies, experincias duranteodesenvolvimentoeconcluseseaseo5.2propetrabalhosfuturoslevandoem considerao os resultados do trabalho e da experincia obtida. 5.1 -Contribuies e concluses Inicialmente foi realizado um estudo sobre o desenvolvimento para Internet das Coisas que, segundo diversos estudos, esta tecnologia tem um grande potencial, pois uma nova onda tecnolgica que ir revolucionar os processos de negcios em toda a cadeia de valor. As contribuies deste trabalho so: ImplementaodeummodeloparaaInternetdasCoisasquepermitetransformar objetos fsicos em ubquos; Antecipao de aes atravs da anlise de previses dos sensores; Criaodeumaarquiteturaparaosistemaepossibilidadedecriaoe implementao de diversas solues, baseados nos conceitos de Internet of Things e Computao Ubqua; Desenvolvimento e implementao do paradigma de Internet das Coisas, atravs do prottipo de uma janela, onde conectada Internet via Arduino Yn plataforma TembooparacaptardadosdoclimanoYahooWeatheralmdacoletaocorrida atravs do sensor de chuva acoplado janela para que o objeto possa ter uma ao de fechamento ou abertura de acordo com os valores lidos. UsodeumambienteescalveletoleranteafalhasparaacessoaAPIdoYahoo Weather utilizando as bibliotecas Temboo.h e TembooAccount.h; Integrao entre diversas plataformas de desenvolvimento atravs de JSON ou XML; Recursos de hardware baseado em plataforma aberta (opensource); Reaproveitamentoderecursosutilizadoscomomodeloparadesenvolvimentode outros prottipos. As seguintes experincias foram obtidas ao longo do desenvolvimento desse trabalho: Antecipao de tendncias, pois este um conceito que est se difundindo aos poucos no mercado, a Mobile World Congress (2015) prev que em 2020 existiro 50 bilhes de dispositivo com IoT; 49 AInternetdasCoisaspodeserusadaparamuitasaplicaes,ondeainveno humana o limite; possvel a criao de objetos inteligentes e tecnolgicos de modo que estes fiquem transparentesparaosusurios,noexigindoexperinciaenemocupaodecarga cognitiva; Objetivo de implementar o paradigma de ubiquidade e Internet das Coisas de baixo custo possvel de ser alcanado; 5.2 -Trabalhos futuros Sendoestetrabalhodegraduaoapenasumesforoinicialnabuscarelacionadaao desenvolvimento de um prottipo de conexo Internet e ubiquidade de objetos, denominando esteconceitoInternetdasCoisas,esteprojetoaindapodeserimplementadocomoutros trabalhos futuros, como: Utilizao de qualquer outro objeto para aplicao deste conceito;Uso de outras tecnologias que complementam a ubiquidade da computao como por exemplo o as etiquetas RFID e NFC; ImplementarsoluesparaoecossistemadedispositivosWearablesutilizandoa Internet das Coisas a fim de combinar informaes comportamentais, atividades e dadossensoriaisparaquesejamprocessadasetransformadasemprodutose servios; Integrao da Viso Computacional juntamente com a Internet das Coisas para que atravs de processamento de imagens possam ativar outros sensores; Emprego de Big Data e Cloud Computing combinados com os sensores, a fim de coletar,processareproduzirinformaesparaobtenodeexperincias customizadas no projeto; Uso da realidade aumentada juntamente com a computao ubqua para juno do mundo real com o virtual. 50 6- REFERNCIAS ARAUJO, R. 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