Curso: PSI3542 - Sistemas Embarcados para IoT (2020)

Geral

PSI3542 - Sistemas Embarcados para IoT 2020 2o. Semestre

início das aulas - Terça-feira, 18 de Agosto de 2020

Aulas

Terça-feira: 16:50-18:30

Quinta-feira: 16:50-18:30

As aulas serão realizadas a distância através da Plataforma ZOOM

Oferecimento da disciplina nos anos anteriores

2019 https://edisciplinas.usp.br/course/view.php?id=70965

Avisos Fórum
Notícias e avisos

18/08/2020 AULA01

Aula Introdutória

-apresentação das diretrizes da disciplina

-introdução a Sistemas Embarcados e IoT

Documentos:

-Introdução à Disciplina

-Introdução a IoT

20/08/2020 AULA02

DISPOSITIVOS IOT & CLOUD DASHBOARDS

1. Dispositivos IoT

2. Smartphone como dispositivo IoT

3. Dashboards na Nuvem

4. Freeboard

5. Pratica

material necessario
Computador, Smartphone Android, acesso a internet WIFI, acesso a internet por 4G

Aula (pdf)

Atividade Pré-Aula (opcional, mas recomendável)

Video

Material para estudo adicional

1. https://www.mobindustry.net/how-to-create-web-dashboards-for-iot-devices/#:~:text=An%20IoT%20dashboard%20is%20web,Collect%20data%20from%20your%20devices.

2. https://www.initialstate.com/blog/what-is-an-iot-dashboard/

3. http://www.steves-internet-guide.com/iot-mqtt-dashboards/

4. https://blog.bitsrc.io/building-an-internet-of-things-dashboard-fe8c9b80581a

5. Dashboards

5.1 Freboard https://freeboard.io/

5.2 ThingsBoard https://thingsboard.io/

5.3 Grafana https://grafana.com/grafana/

25/08/2020 AULA 03

IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA IOT COM SMARTPHONE COMO SENSOR, BROKER MQTT (HIVEMQ) E CLOUD NODE-RED (FRED)

agenda

-conclusão da prática com o FREEDBOARD + DWEET.IO + SMATPHONE (dweet my phone)

-prática com MQTT e NODE-RED

Apresentação Aula03 (pdf)

Artigos e Apresentações

Links

1. FRED http://sensetecnic.com/how-fred-cloud-node-red-works/

2. HiveMQ https://www.hivemq.com/public-mqtt-broker/

3. Freeboard https://freeboard.io/

4. dweet.io https://dweet.io/

27/08/2020 Aula 04

NODE-RED na NUVEM e localmente no Raspbian

1) Node-Red na Nuvem (FRED) com MQTT Broker e smartphone como sensor

2) Node-Red executado localmente

-instale o virtualbox (www.virtualbox.org) e suas extensoes

arquivo VirtualBox-6.1.10-138449-Win.exe

extensoes Oracle_VM_VirtualBox_Extension_Pack-6.1.12.vbox-extpack

-instale no virtualbox uma maquina com a imagem VDI do raspian X86 do site osboxes.org

imagem VDI: https://www.osboxes.org/raspbian/#raspbian-2019-09-30-info

arquivo: Raspbian 2019-09 (32bit).vdi

pais: Brazil

cidade: sao paulo

lingua inglesa

teclado US

-execute o raspbian no virtualbox

configure para 2 cores

configure a rede para BRIDGE

memoria 4096 Bytes RAM

-instale/atualize o Guest Additions (GA)

na aba de comando superior do VB, faca a insercao do disco do GA

copie o arquivo VBoxLinuadditions.run no diretorio /media/cdrom0 para ~/Downloads

mude para permissao de execucao

          chmod +x VBoxLinuxAdditions.run

    execute o arquivo

          sh //VBoxLinuxAdditions.run

-instale o node-red (https://nodered.org/docs/getting-started/raspberrypi)

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

-dispare o node-red

-entre no node-red pelo browser

localhost:1880

-instale o palette de dashboard

pelo palette manager, encontre o dashboard e instale

verifique na aba lateral direita se o palette foi instalado

implemente um FLOW simples, com nodes de : gerador de eventos, debugger, dashboard

01/09/2020 AULA05

AULA 05 - PRATICA DESENVOLVENDO APLICAÇÕES COM O NODE-RED E MQTT

Nesta aula, os alunos devem isntalar o virtualbox no seu computador e instalar uma imagem do Raspbian X86 (ou Ubuntu). Instale o NODE-RED.

1. enviando (publish) mensagens de texto pelo NODE-RED rodando na maquina virtual VIRTUALBOX ao MQTT Broker HiveMQ e recebendo as mensagens (subscribe) no NODE-RED

1.1 envie mensagens (publish) ao MQTT broker HiveMQ pelo NODE-RED

1.2 receba mensagens (subscribe) no NODE-RED

1.2.1 verifique as mensagens recebidas no debugger

1.2.2 verifique as mensagens recebidas pelo NODE-RED DASHBOARD

1.2.3 verifique as mensagens recebidas usando o TEXT-TO-SPEECH no NODE-RED

1.3 salve o FLOW

1.4 tarefa 1: envie o FLOW ao Moodle, junto com a tela do NODE-RED (programação) e do dashboard

2. utilize o MQTT broker MOSCA no NODE-RED e repita o item (1)

3. implemente no NODE-RED um flow para conectar o smartphone ao MQTT broker MOSCA, receba os topicos no NODE-RED e implemente um display dos sensores no DASHBOARD

03/09/2020 AULA06

PRATICA - EXERCICIO PARA ENTREGAR HOJE!

seNSORIAMNETO DO SMARTPHONE

1) INSTALE O VIRTUALBOX E O EXTENSIONS PACK

2) INSTALE O UBUNTU (OU O RASPBIAN X86) NO VIRTUALBOX, USANDO A IMAGEM DISPONIVEL EM OSBOXES.ORG OU USANDO O ARQUIVO ISO DE INSTALACAO DO SITE UBUNTU (OU RASPBERRY)

3) CONFIGURE A MAQUINA VIRTUAL PARA PELO MENOS DOIS NUCLEOS DE PROCESSAMENTO, 4096GB RAM E 32GB DE DISCO (NO CASO DA IMAGEM DO SITE OSBOXES.ORG O TAMANHO DO DISCO JÁ VEM CONFIGURADO)

4) CONFIGURE A REDE PARA OPERAR NO MODO BRIDGE

5) EXECUTE A MAQUINA VIRTUAL E CONFIGURE O TECLADO CORRETAMENTE

6) INSTALE O NODE-RED

7) VERIFIQUE ATRAVES DA EXECUCAO DO COMANDO "ifconfig" NA JANELA DE TERMINAL O ENDERECO IP DA MAQUINA VIRTUAL

8) DISPARE O NODE-RED

9) VERIFIQUE O FUNCIONAMENTO DO NODE-RED PELO BROWSER DA MAQUINA VIRTUAL. FECHE O BROWSER.

10) ABRA UM BROWSER NO WINDOWS E ABRA O LINK (ENDERECO IP DA MAQUINA VIRTUAL, PORTA 1880)

11) INSTALE OS NODES CORRESPONDENTES AO DASHBOARD E AO MOSCA (MQTT BROKER)

IMPORTE O SEGUINTE FLOW

flow1.txt

flows.json

12) INSTALE NO SMARTPHONE O APP SENSOR-NODE-FREE

13) CONFIGURE O APP COM O ENDERECO DO MQTT BROKER E ATIVE O STREAM

14) VERIFIQUE PELO BROWSER SE O NODE-RED ESTA OPERANDO CORRETAMENTE, CAPTURANDO OS DADOS DO ACELEROMETRO

15) MOSTRE NO DASHBOARD DIVERSOS GRAFICOS. SE POSSIVEL ENVIE MAIS DADOS DE SENSORES DO SMARTPHONE!

16) OBTENHA O JASON DOS FLUXOS RODANDO NO NODE-RED E ENVIE AO MOODLE, JUNTO COM UMA FIGURA CONTENDO A JANELA DE PROGRAMACAO DO NODE-RED E DO DASHBOARD.

ENVIO DO ARQUIVO JASON CORRESPONDENTE AO DETETOR DE QUEDA DE SMARTPHONE E TELAS DO NODE-RED Tarefa
-CODIGO JASON
-JANELA COM OS FLUXOS
-DASHBOARD

10/09/2020 AULA08

AULA08 - PLATAFORMA DE IOT IBM WATSON CONECTADO COM UM CELULAR

Na aula de hoje continuaremos a parte prática iniciada na aula 07.

PS. Em relação à parte final, com o NODE-RED conversando com o Watson IoT Platform, faltou fazer a conexão entre os dois. Feita a conexão, nas opções, além do quickstart, API Key, vai aparecer a opção Bluemix service.

-criar uma conta na IBM Cloud https://www.ibm.com/watson

-entrar na sua conta

-fazer o BUILD e DEPLOY do NODE-RED

-idem IOT Platform

-conectar o NODE-RED ao IOT Platform

-instalar a aplicação de "IOT Starter" no celular

-instalar o dispositivo Android no Watson IOT Platform

-link de referencia https://developer.ibm.com/technologies/iot/tutorials/iot-mobile-phone-iot-device-bluemix-apps-trs/

15092020 AULA09

INTEGRAÇÃO DISPOSITIVO IO + IOT GATEWAY + IBM WATSON (WATSON IOT PLATFORM + NODE-RED)

17/09/2020 AULA10

INTEGRAÇÃO DISPOSITIVO IOT + GATEWAY/EDGE + IBM WATSON IOT PLATFORM + IBM WATSON NODE-RED

AULA PRÁTICA

22/09/2020 AULA11 STT SPEECH TO TEXT

1) criar um serviço de STT no IBM Cloud (Watson)

2) anote as credenciais

3) Realize as atividades do STT Parte 1

3.1) STT Demo: https://speech-to-text-demo.ng.bluemix.net/?_ga=2.124640525.669862313.1569945002-1069859680.1568390831&cm_mc_uid=49059241891215683908281&cm_mc_sid_50200000=44813581569944999825&cm_mc_sid_52640000=57251241569944999826

3.2) https://cloud.ibm.com/docs/services/speech-to-text?topic=speech-to-text-gettingStarted

4) Prática com o Node Red

4.1) instale o json correspondente à parte 02. Verifique a configuraçao de cada nó

4.2) teste com o microfone

arquivos

STT parte 1

STT parte 2

24/09/2022 AULA12 - DESENVOLVENDO APLICACOES NODE-RED

Exercicio

1) implemente no NODE-RED um radio player. Siga o exemplo abaixo:

https://flows.nodered.org/flow/8b75e690f46b339639347cb0dce63344

2) modifique o programa para prover interface com o usuario atraves de VOZ (fala)

-o sistema solicita a estacao

-o usuario responde em linguagem natural a estacao de radio desejada

-o sistema toca a estacao

29092020 AULA13

IMPLEMENTACAO DO BLOCO TOCADOR DE MUSICA.

MODIFIQUE O TOCADOR DE MUSICA PARA OUTRAS MODALIDADES DE TOCADOR DE MIDIA (LISTA DE MUSICAS, ESTACOES DE RADIO, ETC.)

MODIFIQUE O SISTEMA PARA RECEBER COMANDOS DE VOZ

COMO OBTER LINKS PLS DE RADIO INTERNET:

entre em: https://www.internet-radio.com/

selecione uma modalidade de musica, por exemplo jazz

tela de https://www.internet-radio.com/stations/jazz/

clique em .pls e salve em algum editor do tipo notepad...

obtenha o URL da radio internet (pls)

BOA SORTE

01/10/2020 AULA14 - TRABALHO PARA ENTREGAR

BIBLIOGRAFIA

https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5539414/course/section/6024393/tese-atomacao-domestica-linguagem-natural.pdf

TRABALHO PARA ENTREGAR

DATA DE ENTREGA, COM APRESENTAÇÃO DO FUNCIONAMENTO: TERCA-FEIRA, 6 DE OUTUBRO

TRABALHO EM GRUPO - OS GRUPOS DEVEM ENTREGAR A DESCRIÇÃO FUNCIONAL/NÃO FUNCIONAL E ASPECTOS DE IMPLEMENTAÇÃO E INTERFACE COM USUÁRIO HOJE, NO FIM DA AULA, AS 18H30.

DESCRIÇÃO: Implemente no node-red do raspberry-pi ou no node-red do Ubuntu executado no virtualbox do seu computador, uma aplicação de assistente domótico com interface humano-máquina (usando STT e TTS) com a seguinte funcionalidade:

-Executar a função TOCAR RÁDIO. Voce pode escolher uma radio a partir de uma lista de estações de radio ou a partir de uma lista de classes (música, notícias, etc)

Pode-se utilizar serviços do IBM WATSON ou de qq outra provedora (google, microsoft, amazon etc.)

Na aula do dia 6 os grupos devem fazer a apresentação do funcionamento do trabalho e os detalhes de implementação.