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projetov2

✅ ENUNCIADO ATUALIZADO DO PROJETO FINAL

Disciplina: Internet das Coisas Industrial (IIoT) – Fundamentos, Tecnologias e Aplicações​

Título do Projeto:​

Sistema de Monitoramento Industrial IIoT com ESP32, Node-RED e Grafana

Enunciado Completo​

Objetivo
Desenvolver uma solução completa de Internet das Coisas Industrial (IIoT) para monitoramento e controle de um processo industrial simulado, utilizando a stack: ESP32 + PlatformIO + Wokwi + Node-RED + InfluxDB + Grafana.

Descrição
O aluno (individual ou em grupo de até 3 alunos) deve construir um sistema que realize a aquisição de dados de sensores, processamento edge, transmissão via MQTT, armazenamento em banco de séries temporais e visualização avançada, com automação e alertas.

Requisitos Obrigatórios (Mínimos):

  • Hardware / Simulação:

    • ESP32 (simulado no Wokwi e/ou hardware real).
    • Mínimo de 3 sensores diferentes (exemplos: DHT22 – temperatura/umidade, MPU6050 – vibração/aceleração, sensor de corrente, nível ultrassônico, etc.).
    • Mínimo de 1 atuador (LED, buzzer, relé, servomotor, etc.).

  • Desenvolvimento:

    • Programação do ESP32 utilizando PlatformIO no VS Code.
    • Uso obrigatório do simulador Wokwi durante o desenvolvimento.

  • Comunicação:

    • Protocolo MQTT (broker Mosquitto recomendado).
    • Envio de telemetria em formato JSON.

  • Processamento e Armazenamento:

    • Node-RED: responsável por receber os dados via MQTT, realizar processamento intermediário, validação e escrita no banco.
    • InfluxDB: armazenamento de todos os dados históricos.

  • Visualização e Automação:

    • Grafana: criação de dashboard profissional com múltiplos painéis.
    • Regras de alerta no Grafana (ou no Node-RED).

Funcionalidades Obrigatórias:

  1. Aquisição periódica de dados dos sensores no ESP32.
  2. Processamento edge (ex: filtro, detecção de anomalia) antes do envio.
  3. Transmissão confiável via MQTT.
  4. Fluxo completo no Node-RED (recebimento, processamento, escrita no InfluxDB).
  5. Dashboard no Grafana contendo pelo menos 5 painéis diferentes (Time Series, Gauge, Stat, Table, Alert List, etc.).
  6. Controle remoto de pelo menos um atuador via dashboard (MQTT command).
  7. Configuração de alertas (ex: temperatura acima do limite, vibração excessiva).

Documentação (entrega obrigatória):

  • Relatório técnico (máximo 15 páginas) contendo:
    • Introdução e objetivos do projeto.
    • Arquitetura completa do sistema (diagrama).
    • Diagrama elétrico / print do projeto no Wokwi.
    • Código completo do ESP32 (PlatformIO).
    • Fluxos exportados do Node-RED.
    • Dashboard Grafana exportado (JSON).
    • Explicação das regras de alerta e automação.
    • Análise crítica dos resultados e melhorias sugeridas.
  • Vídeo demonstração (4 a 7 minutos) mostrando o sistema funcionando (simulação no Wokwi + Grafana ao vivo).

Tema Sugerido (pode ser escolhido pelo aluno):

  • Monitoramento de máquina industrial (vibração + temperatura + corrente).
  • Controle ambiental industrial (temperatura, umidade, qualidade do ar).
  • Monitoramento de tanque ou reservatório.
  • Sistema de manutenção preditiva simples.

Prazo:

  • Semana 11: Entrega da proposta do projeto (1 página).
  • Semana 15: Entrega completa + apresentação oral.

Critérios de Avaliação (Resumo)​

  • Funcionamento técnico completo (ESP32 + MQTT + Node-RED + InfluxDB + Grafana): 30%
  • Qualidade do Dashboard Grafana e alertas: 25%
  • Documentação e organização do código: 20%
  • Apresentação e demonstração: 15%
  • Criatividade, complexidade e boas práticas (edge computing, segurança MQTT, etc.): 10%

Este enunciado está totalmente alinhado com a stack definida (ESP32 + PlatformIO + Wokwi + Node-RED + Grafana).

Gostaria de alguma alteração?
Exemplos:

  • Tornar o projeto mais simples ou mais desafiador;
  • Incluir rubrica de avaliação detalhada em tabela;
  • Adicionar checklist de entrega;
  • Fornecer template de docker-compose.yml para subir os serviços.

✅ TEMPLATE docker-compose.yml
Stack: Node-RED + Mosquitto (MQTT) + InfluxDB + Grafana

Este template é pronto para uso no contexto do curso de IIoT.

1. Crie o arquivo docker-compose.yml​

version: "3.8"

services:
  mosquitto:
    image: eclipse-mosquitto:latest
    container_name: mosquitto
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "1883:1883" # MQTT
      - "9001:9001" # WebSocket (opcional)
    volumes:
      - ./mosquitto/config:/mosquitto/config
      - ./mosquitto/data:/mosquitto/data
      - ./mosquitto/log:/mosquitto/log
    command: mosquitto -c /mosquitto/config/mosquitto.conf

  nodered:
    image: nodered/node-red:latest
    container_name: nodered
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "1880:1880"
    volumes:
      - ./nodered/data:/data
    depends_on:
      - mosquitto

  influxdb:
    image: influxdb:2.7-alpine
    container_name: influxdb
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "8086:8086"
    volumes:
      - ./influxdb/data:/var/lib/influxdb2
      - ./influxdb/config:/etc/influxdb2
    environment:
      - DOCKER_INFLUXDB_INIT_MODE=setup
      - DOCKER_INFLUXDB_INIT_USERNAME=admin
      - DOCKER_INFLUXDB_INIT_PASSWORD=admin123456
      - DOCKER_INFLUXDB_INIT_ORG=iiot-lab
      - DOCKER_INFLUXDB_INIT_BUCKET=sensors
      - DOCKER_INFLUXDB_INIT_ADMIN_TOKEN=supersecretadmintoken123

  grafana:
    image: grafana/grafana:latest
    container_name: grafana
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./grafana/data:/var/lib/grafana
      - ./grafana/provisioning:/etc/grafana/provisioning
    depends_on:
      - influxdb
    environment:
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin
      - GF_USERS_ALLOW_SIGN_UP=false

volumes:
  mosquitto_data:
  nodered_data:
  influxdb_data:
  grafana_data:

2. Como usar​

  1. Crie a estrutura de pastas:
mkdir -p mosquitto/config mosquitto/data mosquitto/log \
         nodered/data \
         influxdb/data influxdb/config \
         grafana/data grafana/provisioning/dashboards grafana/provisioning/datasources
  1. Crie o arquivo de configuração do Mosquitto (mosquitto/config/mosquitto.conf):
listener 1883
allow_anonymous true

listener 9001
protocol websockets
  1. Suba os serviços:
docker compose up -d
  1. Acessos iniciais:
ServiçoURLUsuárioSenha
Node-REDhttp://localhost:1880--
InfluxDBhttp://localhost:8086adminadmin123456
Grafanahttp://localhost:3000adminadmin
Mosquittolocalhost:1883 (MQTT)-- (anônimo)

Dicas para o Curso:

  • Este compose é ideal para laboratório e desenvolvimento local.
  • Para produção ou mais segurança, remova allow_anonymous true e configure usuários no Mosquitto.
  • Você pode adicionar o ThingsBoard posteriormente se quiser oferecer as duas opções aos alunos.

Quer que eu forneça também:

  • Arquivo de provisionamento do Grafana (datasource InfluxDB automático)?
  • Versão com ThingsBoard incluído?
  • Comandos úteis (docker compose logs, restart, etc.)?

É só pedir!

Última atualização em por Adriano Ruseler