Análise e coleta de dados utilizando internet das coisas para integração de aplicações distribuidas

Abstract

Com a evolução e o aumento na conectividade entre aplicações de softwares, hardwares e dispositivos inteligentes motivados pelo contexto da transformação digital, é importante que as organizações, incluindo fornecedores e consumidores, percebam as mudanças que o avanço tecnológico proporciona. Isto torna possível a estruturação de modelos baseados em tecnologias como a Indústria 4.0, Internet das Coisas e o desenvolvimento de aplica ções de baixo custo através de ferramentas de código aberto juntamente com protocolos de comunicação para redes com baixa largura de banda e alta latência, solucionando pro blemas relacionados à falta de monitoramento de ambientes descentralizados, como é o caso das plantas fotovoltaicas, utilizadas como fonte de energia renovável para geração distribuída são geralmente executadas em localidades onde o acesso à internet é inseguro ou limitado. Contudo, apesar das soluções de tecnologia de hardwares constituídas por dispositivos ciber-físicos oferecidas pelos grandes players do setor industrial, como: Si emens, Schneider, General Electric, entre outros, consolidadas no setor, é necessário um alto investimento inicial. Neste trabalho, é proposto um modelo de integração de dados que integra sistemas de monitoramento presentes em domínios distribuídos a sistemas co laborativos centralizados, permitindo o gerenciamento de informações sobre o processo de geração de energia solar. Por isto, o modelo de integração de dados proposto é baseado nos conceitos de Internet das Coisas e uma arquitetura de comunicação conforme o pa drão Publish/Subscribe, utilizando dispositivos ciber-físicos como Gateway publicando mensagens através da internet no Broker, permitindo a telemetria dos dados gerados por plantas fotovoltaicas a partir de um sistema colaborativo de código aberto. Para avaliar o modelo proposto, foi feito um teste de performance do servidor Mosquitto Broker uti lizando a ferramenta Apache JMeter. Os resultados indicaram que é possível conectar grupos de até 1000 conexões simulando os domínios distribuídos usando o modelo de integração de dados utilizando o software Mosquitto como servidor e Broker para o ge renciamento das mensagens, sendo que os planos de teste com até 100 clientes assinantes apresentaram resultados totalmente satisfatório e parcialmente para grupos de 1000 assi nantes inscritos no mesmo tópico de publicação de dados.

With the evolution and increase in connectivity between software applications, hardware and intelligent devices motivated by the context of digital transformation, it is important that organizations, including suppliers and consumers, realize the changes that technolog ical advance offers. This makes possible the structuring of models based on technologies such as Industry 4.0, Internet of Things and developing low cost applications through open source tools with communication connections for networks with low bandwidth and high latency, solving fault related problems monitoring of decentralized environments, such as photovoltaic plants, used as a source of renewable energy for distributed gener ation, are generally performed in locations where internet access is insecure or limited. However, despite the hardware technology solutions constituted by cyber-expanded de vices by the big players in the industrial sector, such as: Siemens, Schneider, General Electric, among others, consolidated in the sector, a high initial investment is needed. In this work, a data integration model is proposed that integrates monitoring systems present in distributed domains to centralized collaborative systems, allowing the management of information about the solar energy generation process. Therefore, the proposed data inte gration model is based on the concepts of Internet of Things and a communication archi tecture conforming to or standard Publish / Subscribe, using cyber-physical devices such as Gateway publishing messages through the internet on the Broker, allowing telemetry of the data generated by photovoltaic plants from the open source collaborative system. To evaluate the proposed model, a performance test of the Mosquitto Broker server was performed using the Apache JMeter tool. The results indicated that it is possible to con nect groups of up to 1000 connected, simulating the domains using the data integration model using the Mosquitto software as a server and Broker for message management, and the test plans with up to 100 subscriber clients dissipulated fully satisfactory and partially for groups of 1000 subscribers subscribed to the same data publishing topic.