TÍTULO: Estudo e definição de uma arquitetura de computação em Névoa para Smart farms

TITLE: Study and definition of a fog computing architecture for Smart farms

autor/author(s): Capeletto Abdala, M. & Massao Hachisuca, A.M.

RESUMO: A agricultura moderna exige o aumento da produção de alimentos para suprir as demandas do crescimento da população mundial. Para este objetivo, novas tecnologias e soluções estão sendo aplicadas neste domínio, através da coleta e processamento de informações para aumentar significativamente a produtividade. Nos últimos anos, a evolução tecnológica, permitiu a produção de componentes eletrônicos como sensores e microcontroladores a um custo acessível, permitindo que novos conceitos fossem criados, dentre eles destaca-se a Internet das Coisas (Internet of Things – IoT). Através do uso de diversos sensores distribuídos pela propriedade é possível monitorar diferentes variáveis como solo, clima e a própria cultura, porém, o monitoramento remoto das lavouras é um grande desafio tecnológico, pois existe a necessidade de transmitir, armazenar e processar grandes volumes de dados gerados pela rede de sensores, assim como possuir viabilidade econômica para a sua utilização em larga escala e em pequenas propriedades. Para auxiliar no tratamento desse grande volume de dados no local da aplicação é necessário adicionar uma camada de poder computacional entre os dispositivos IoT e a nuvem. Nesse sentido surge um novo conceito chamado computação em névoa, este trata de realizar análise, armazenamento e processamento dos dados na borda da rede. Neste contexto surge o projeto SmartFarm, que se baseia no desenvolvimento de solução de hardware e software para a construção de uma rede de sensores agrícolas (AioT). Essa arquitetura possibilita ao produtor e/ou pesquisadores acompanhar os diversos estádios da planta remotamente e em tempo real auxiliando-os na tomada de decisão. Dessa forma para o desenvolvimento de uma plataforma de comunicação, armazenamento e pré-processamento de dados, foi utilizado um Raspberry Pi 3 modelo B atuando como névoa, protocolo de comunicação MQTT e uma API desenvolvida em Node.js para o fornecimento das informações para o usuário.

ABSTRACT: Modern agriculture requires increased food production to meet the demands of the growing world population. For this goal, new technologies and solutions are being applied in this domain, by collecting and processing information to significantly increase productivity. In recent years, the technological evolution, allowed the production of electronic components such as sensors and microcontrollers at an affordable cost, allowing new concepts to be created, among them we highlight the Internet of Things (IoT). Through the use of several sensors distributed throughout the property it is possible to monitor different variables such as soil, climate and the crop itself. However, the remote monitoring of crops is a major technological challenge, because there is the need to transmit, store and process large volumes of data generated by the sensor network, as well as having economic feasibility for its use in large scale and small properties. To assist in the processing of this large volume of data at the application site it is necessary to add a layer of computational power between the IoT devices and the cloud. In this sense a new concept called fog computing emerges, this one deals with performing analysis, storage and processing of data at the edge of the network. In this context arises the SmartFarm project, which is based on the development of hardware and software solution for building a network of agricultural sensors (AioT). This architecture allows the producer and/or researchers to monitor the various stages of the plant remotely and in real time, helping them in the decision making process. To develop a communication, storage and data preprocessing platform, it was used a Raspberry Pi 3 model B acting as a fog, MQTT communication protocol and an API developed in Node.js to provide information to the user.

PALAVRAS-CHAVE: Internet das Coisas, Computação em Névoa, Smart Farms.

KEYWORDS: Internet of Things, Fog Computing, Smart Farms.

CITAÇÃO / CITATION: Capeletto, A. M. & Massao H. A. M. Estudo e definição de uma arquitetura de computação em Névoa para Smart farms. The Academic Society Journal, 3(1) 34-41, 2019. DOI: doi.org/10.32640/tasj.2019.1.34.