Plataforma IoT para monitoramento de laboratórios e experimentos

A utilização da Internet das Coisas (IoT) cresceu nos últimos anos graças ao avanço das tecnologias de comunicação sem fio, possibilitando conexões seguras e com alta velocidade. Com isso, a possibilidade de automação de processos e conexão de dispositivos passou a ser possível em praticamente qualquer lugar. A utilização de soluções IoT como ferramenta auxiliar aos processos de aquisição de dados e monitoramento ambiental, de laboratórios e experimentos ainda é muito pouco difundida nos ambientes de pesquisa. Ainda mais se forem consideradas as formas de implementação segura dessas propostas. Sendo assim, nesta dissertação foi desenvolvida uma plataforma IoT para monitoramento de ambientes, laboratórios e experimentos. O projeto foi desenvolvido seguindo o paradigma de Cloud of Things (CoT) envolvendo as camadas de nuvem, processamento de borda e de dispositivos. Na camada de nuvem foi implementado um ambiente de virtualização com alta disponibilidade, capacidade de processamento e armazenamento. Na camada de processamento de borda foi utilizado o Raspberry Pi como gateway IoT, com a finalidade de integrar as conexões dos sensores, através da rede sem fio, sendo a comunicação com a nuvem feita através de rede cabeada. Ainda na camada de borda também foi implementado um ambiente para visualização dos dados coletados utilizando o Grafana. Finalmente, na camada de dispositivos, foi utilizado um módulo baseado no ESP32, no qual os sensores são conectados, os dados coletados e enviados para o Raspberry Pi. Com a preocupação de se evitar ataques cibernéticos e físicos, o firmware embarcado no ESP32 é criptografado. Também foram feitos testes de desempenho, utilizando a ferramenta JMeter, para determinar o comportamento do sistema em relação a quantidade de requisições simultâneas. Nesses testes foi possível verificar que a API é capaz de responder a aproximadamente 90 requisições por segundo antes de começar a rejeitar as conexões. A facilidade de adaptação e integração da plataforma com outros sistemas foi comprovada a partir da utilização do equipamento em diversos ambientes do CBPF. Por fim, o projeto foi implantado seguindo o que estabelece a norma IEEE 2413-2019 dentro do laboratório contêiner do projeto Neutrinos-Angra, localizado no complexo da Usina Nuclear de Angra II.