projecto apollo

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Projeto Apollo Workshop Soluções e Serviços M2M www.ptinovacao.pt

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Projeto de inovação na área do M2M/IoT (Machine-to-Machine/Internet of Things)

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Page 1: Projecto Apollo

Projeto Apollo

Workshop Soluções eServiços M2M

www.ptinovacao.pt

Page 2: Projecto Apollo

Enquadramento

O Apollo é um projeto de inovação na área do M2M/IoT (Machine-to-Machine/Internet of Things), iniciado em 1 de outubro de 2011 e previsto terminar em 31 março de 2014, sendo realizado pelo consórcio constituído entre a PT Inovação, líder do consórcio, e o Instituto de Telecomunicações de Aveiro. Este projeto é apoiado pelo COMPETE no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (SI I&DT).

Descrição do projeto

O projeto Apollo tem por objetivo desenvolver uma plataforma tecnológica avançada para disponibilizar serviços que permitam a construção de uma nova geração de aplicações M2M (Smart Services M2M) transversal a diferentes sectores de atividade. Outro objetivo é o desenvolvimento de uma ferramenta de criação de serviços M2M que permita desenhar, parametrizar e construir de forma dinâmica Smart Services suportados na plataforma.

Resultados alcançados

O projeto Apollo desenvolveu uma plataforma tecnológica avançada, alinhada com as normas ETSI, para disponibilizar serviços que permitam a construção de aplicações M2M (Smart Services M2M) transversais a diferentes sectores de atividade. Para além das funcionalidades de Application Enablement (AEP) focadas no suporte a aplicações M2M e na gestão do seu ciclo de vida, foi também incorporado na plataforma desenvolvida a funcionalidade de Gestão de Conetividades (CMP), focada na gestão das conetividades entre os dispositivos geridos e a própria plataforma.

Com o objetivo de ensaiar em ambiente real de utilização a solução implementada, foram de�nidos dois cenários: um para a área da agricultura, que levou à instalação de vários sensores que monitorizam uma estufa agrícola na Escola Superior Agrária de Coimbra (ESAC); e um segundo com a instalação de sensores embarcados em veículos para monitorização do piso das estradas.

Foi também desenvolvido uma ferramenta para a criação de aplicações que permite, com o auxílio de ferramentas visuais, gerir e visualizar Work�ows.

Tendo em conta os resultados obtidos, e com vista a aproveitar o potencial de mercado que se abre a este tipo de plataforma, foram já de�nidos vários desenvolvimentos a incluir na solução da PT Inovação e Sistemas que representam um avanço signi�cativo em relação ao estado da arte atual. Os avanços obtidos residem no facto de, atualmente, não existir uma solução normalizada no mercado que permita a massi�cação desta área de negócio.

Arquitetura da solução Apollo

Componentes do Apollo

Existem quatro componentes que fornecem os serviços principais do projeto Apollo:

O NSCL que fornece serviços aos dispositivos para se autenticarem e comunicarem a sua informação com a plataforma. Esta comunicação é feita de forma agnóstica à informação produzida pelos dispositivos, cabendo ao consumidor (neste caso o SDP) o correto processamento da informação após a entrega da mesma pelo NSCL.

O SDP que fornece serviços que permitem aceder e processar os dados disponibilizados pelos dispositivos. Este componente fornece serviços a clientes, respetivos utilizadores e aplicações, sendo a gestão de clientes e utilizadores também um dos serviços disponibilizados.

O Service Exposure Layer, que fornece serviços a aplicações ou developers que queiram aceder aos serviços fornecidos de forma individual. Esta camada permite o acesso de uma forma uniformizada e simples através de APIs REST.

Os Connectors para integração com sistemas de OSS/BSS, que permitem os serviços de ful�lment e billing e integração com ferramentas próprias a estas atividades (e.g. ferramentas de CRM).

NetworkApplicationNetwork

Application

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NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

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Applications

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NSCL

CSP Networks

M2M Gateway M2M Device

Metering Agricultura Iluminação Segurança Ambiente Urbano

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

ServiceEnabler

NetworkApplication

Page 3: Projecto Apollo

Descrição dos pilotos

Piloto Greenhouse

Foi instalado uma rede de sensores sem �os numa estufa da Escola Superior Agrária de Coimbra (ESAC) a �m de monitorizar parâmetros relacionados com as diferentes fases de desenvolvimento das plantas cultivadas. O protótipo é composto por sete unidades, cada uma contendo oito sensores especí�cos, nomeadamente de temperatura do ar, humidade no ar, temperatura do solo, humidade no solo, radiação solar, humidade ao nível da folha e quantidade de CO2. Para além dos sensores, a solução implementada é composta por uma gateway com capacidades de comunicação com a infraestrutura Apollo que se encontra na PT Inovação, permitindo aos diversos sensores o envio de informação obtida por medição direta no local de implantação. Os dados da estufa estão disponíveis num portal web, podendo também ser con�guradas noti�cações para diferentes destinatários quando ocorrem situações de alerta. Os alertas permitem ao utilizador identi�car, no momento, parâmetros cujo valor esteja fora da gama normal, de forma remota, e não supervisionada.

Piloto Smart Road Monitong

Foi implementado um cenário Smart Road Monitoring através de sensores embarcados em veículos. O equipamento escolhido assenta na reutilização do hardware COTS (neste caso especi�co smartphones equipados com GPS e Acelerómetro) como sensores. Esta solução é facilmente escalável, tanto no número de elementos da rede como nos parâmetros a monitorizar. O piloto Smart Road Monitoring, faz uso de técnicas de Big Data e a algoritmos de mineração de dados que de forma não supervisionada analisam os resultados recolhidos pela plataforma, processam os mesmos dados e produzem relatórios que apontam possíveis irregularidades no piso da estrada.

A �m de se obter um nível de �abilidade razoável envolveu cerca de 50 veículos (número mínimo), preferencialmente com rotas frequentes dentro de uma zona geográ�ca, neste caso, a cidade de Aveiro. Os dados processados são disponibilizados às entidades responsáveis através de um mapa disponível num portal web que indica a zonas do pavimento que necessitam de intervenção.

Page 4: Projecto Apollo

Criação de valor

A criação de uma arquitetura modular e alinhada com standards permitiu que este projeto apresentasse não só uma solução adequada aos pilotos do projeto, mas acima de tudo, uma solução reutilizável. Em suma, desde que um dispositivo siga o standard ETSI é possível orquestrar um processo de negócio sobre a informação do mesmo.

O facto de se poderem re-utilizar processos de negócio como serviços que alimentem outros processos de negócio cria uma abertura para a re-utilização de �uxos (ou processos de negócio). Com algum esforço adicional, esta re-utilização poderá dar lugar a um mercado de aplicações que processam e adicionam valor aos valores disponibilizados por dispositivos ETSI-compliant.

Do decorrer do projeto surgiram diversas publicações cientí�cas, sendo que outras tantas se encontram em preparação. Este aspecto demonstra o carácter inovador e pioneiro do projeto, assim como a integração entre o tecido industrial e académico representado pelo Instituto de Telecomunicações.

O Piloto SmartGreenhouse, e mediante o interesse do mercado, tem potencial de criação de valor pois foca-se no mercado da Agricultura que é um mercado "adormecido" com potencial de crescimento enorme no que toca a automatização do mesmo.

O Piloto SmartRoadMonitor demonstra também o valor das soluções M2M para a sociedade, já que através de um crowdsourcing aos cidadãos de uma cidade é possível recolher informação útil à gestão dos recursos rodoviários que estes usufruem.

Potenciais interessados dos resultados do projeto

Deste projeto resultou uma arquitetura modular, com vários componentes baseados em standards para M2M (ETSI, quando aplicável) e nas melhores práticas para interfaces abertas e de utilização simples (REST c/ JSON). Estes componentes são reutilizáveis, sendo os seguintes os principais:

Gateway de uma rede de sensores sem �os. Esta Gateway está alinhada com as normas ESTI.

Um middleware que disponibiliza interfaces de mediação entre as aplicações M2M e os dispositivos e gateways (NSCL). Este componente está alinhada com as normas ESTI.

Ferramenta de criação de serviços que permite, com o auxílio de elementos visuais, gerir e visualizar Work�ows (processos de negócio). Estes work�ows recorrem aos serviços genéricos REST disponibilizados pela plataforma. A ferramenta segue a norma BPNM e permite gerar documentos BPEL que são executados na plataforma Apollo desenvolvida.

Plataforma de armazenamento de informação de contexto, agnóstica ao formato da informação. Possibilita a pesquisa livre por informação usando termos semânticos.

Interface Web (SmartGreenhouse) de Descoberta e Monitorização de sensores. Esta interface permite também con�guração básica de grupos onde se criam grupos (zonas) de sensores. Este componente está assente em serviços genéricos REST que podem ser utilizados por qualquer tipo de aplicação.