Universidade Federal do Rio Grande do NorteInstituto Metrópole Digital

SmartMetropolis – Plataforma e Aplicações para Cidades Inteligentes

WP4 – Infraestrutura

Relatório de Atividades - T1

Natal-RN, BrasilAbril/2016

Equipe TécnicaDocentes

Prof. Dr. Carlos Eduardo da Silva (Coordenador) – IMD/UFRNProf. MSc. Wellington Silva de Souza (CTC) - IMD/UFRNProf. MSc. Aluizio Ferreira da Rocha Neto - IMD/UFRNProf. MSc. Andre Luiz da Silva Solino - IMD/UFRNProf. MSc. Itamir de Morais Barroca Filho - IMD/UFRNProf. Dr. Ivanovitch Medeiros Dantas da Silva - IMD/UFRN

DiscentesAntonio Alcir de Freitas JuniorLuana Wandecy Pereira SilvaRafael Pereira ClementeRoberia Silva da Penha LourençoThais Alves de Freitas

Sumário1 Introdução 6

2 Desenvolvimento, implantação e operação de Infraestrutura Computacional 72.1 Cronograma de Atuação - Ano 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2 Detalhamento de Atividades Realizadas no Trimestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.1 Estudo da plataforma OpenStack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2.2 Levantamento e análise de requisitos para implantação de instância FIWARE de

produção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3 Algumas Considerações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Desenvolvimento de Smart Hot-Spot autonômico com acesso à Internet 103.1 Linhas de execução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2 Requisitos de hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.3 Análise dos DataSheets e User Guides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.3.1 Switch ToughSwitch PoE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3.2 Rádio Power Bean . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3.3 Rádio Nano Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3.4 Interação Nano Station e Power Beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3.5 Câmera IP AirCam-Bulk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.6 Painel Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.3.7 Bateria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.4 Planejamento das próximas atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Considerações Finais 17

Lista de Figuras1 Especificação do Switch ToughSwitch POE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Tela do software de gerenciamento do Switch POE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Tela do software de gerenciamento do Switch POE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Especificação do Rádio Nano Station. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Telas de gerenciamento do Nano Station e Power Beam. . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Telas de gerenciamento do Nano Station e Power Beam. . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Especificação da Camera IP AirCam-Bulk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Tela de gerenciamento da Camera IP AirCam-Bulk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Lista de Tabelas1 Cronograma de macro-atividades para o ano 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Especificação das normas IEEE para o Switch ToughSwitch PoE. . . . . . . . . . . . . . 14

6

1 Introdução

Diversos desafios têm levado os gestores das grandes cidades a buscarem estratégias que permitam trans-formar suas cidades em Cidades Inteligentes e Humanas. Existem diversas iniciativas ao redor do mundopara o desenvolvimento de cidades inteligentes por parte da indústria, governo, academia e sociedade.No Brasil, a Rede Brasileira de Cidades Inteligentes e Humanas1 tem atuado para a articulação, o de-senvolvimento de pesquisas e o apoio aos municípios brasileiros na implantação de projetos de cidadesinteligentes e humanas. Neste cenário, aplicações podem envolver múltiplos atores e setores, habilitandograndes oportunidades para inovação na área de TIC.

O Instituto Metrópole Digital (IMD) vem realizando um esforço considerável de modo a se tornar umcentro de excelência no estudo de Cidades Inteligentes e Humanas. Uma de suas iniciativas é a realizaçãodo projeto Smart Metropolis, e a articulação com diversos agentes que compõem uma cidade, se tornandomembro da Rede Brasileira de Cidades Inteligentes e Humanas.

O projeto Smart Metropolis tem como objetivo o desenvolvimento de soluções de tecnologia da in-formação que ajudem a resolver problemas das cidades e regiões metropolitanas atuais. Para facilitar ogerenciamento e evolução de suas atividades, o projeto foi dividido em seis Pacotes de Trabalho (WorkPackages - WP) temáticos, liderados cada por um coordenador. Cada WP possui um conjunto de obje-tivos a serem alcançados ao longo dos cinco anos de execução do projeto. Este relatório está inserido nocontexto do WP 4 - Infraestrutura Computacional, que tem como objetivos: (I) Desenvolvimento, implan-tação, operação e manutenção de infraestrutura computacional(Datacenter, rede e plataforma de nuvem)para apoio às atividades do projeto; (II) Desenvolver e implantar uma solução para a associação de diver-sas nuvens computacionais em um ambiente de federação; (III) Desenvolver soluções de conectividadee aprimoramento da infraestrutura de comunicação; (IV) Desenvolvimento de hot-spot autonômico deacesso à Internet, visando provimento de conectividade a pessoas e dispositivos cyber-físicos; (V) Es-tudo e proposição de mecanismos de conectividade a comunidades em situação de vulnerabilidade e riscosocial; (VI) Estudo e proposição de integração de ambiente SDN (Software Defined Network - RedesDefinidas por Software) à infraestrutura computacional de suporte a aplicações de Cidades Inteligentes.

No contexto do primeiro ano de execução do projeto, o WP4 Infraestrutura tem dois objetivos princi-pais:

• Desenvolvimento, implantação e operação de infraestrutura computacional.

Este objetivo envolve aspectos relacionados a formação de mão de obra capacitada para operar ainfraestrutura computacional do projeto, assim como todos os aspectos relacionados à implantaçãoda plataforma FIWARE no ambiente computacional do IMD.

• Desenvolvimento de Smart Hot-Spot autonômico de acesso à Internet.

Este objetivo desenvolve um hot-spot autonômico de acesso à Internet, com capacidade ao fornec-imento de conectividade a pessoas e dispositivos cyber-físicos no ambiente urbano. O hot-spot de-verá possuir recursos de auto-suficiência energética e auto-adaptabilidade às condições de conec-tividade do ambiente.

Este documento apresenta o relato destas atividades para o primeiro trimestre de execução do projeto.

1http://cidadesinteligenteshumanas.com.br/

7

2 Desenvolvimento, implantação e operação de Infraestrutura Computa-cional

O desenvolvimento de aplicações para cidades inteligentes envolve um número de tecnologias, tais comoInternet das Coisas, Computação em Nuvem e Big data, necessitando de uma infraestrutura de suporteque sirva de base para o desenvolvimento de tais aplicações. Nesse contexto, a plataforma FIWARE2

surge como uma candidata a infraestrutura de apoio ao desenvolvimento de aplicações e serviços deCidades Inteligentes.

A FIWARE é uma plataforma de middleware que fornece um conjunto de APIs que facilitam o de-senvolvimento de aplicações para Cidades Inteligentes. A plataforma é de código aberto e com baseem ferramentas de programas de state-of-the-art e soluções como o OpenStack e Apache Hadoop. Aplataforma FIWARE, de forma simplificada, pode ser definida como uma agregação de elementos de-nominados Generic Enablers (GEs). Cada um dos GEs é composto por componentes que implementamum conjunto de APIs genéricas e abertas. Dessa forma, outra definição para o FIWARE, seria: um con-junto de APIs genéricas disponibilizadas por componentes agrupados em GEs. Uma instância FIWAREcorresponde a um conjunto de GEs que foram implantados em um ambiente computacional (Data center)e são operados por Provedores de Instância FIWARE. A plataforma classifica GEs em duas catego-rias: core e optional. GEs core são aqueles que precisam estar obrigatoriamente implantado em qualquerinstância FIWARE, enquanto que GEs optional são aqueles que podem ser implantados de acordo como interesse de cada provedor de instância FIWARE.

Nesse contexto, o Desenvolvimento, implantação e operação de infraestrutura computacional prevê aimplantação de uma instância FIWARE, onde o IMD atuaria no papel de Provedor de Instância FIWARE.De modo a alcançar este objetivo, foram definidos um conjunto de atividades que visam (i) o projeto eimplantação de uma instância FIWARE a nível de produção; e (ii) a formação de mão de obra qualificadapara operação desta infraestrutura.

Além disso, de forma a colaborar com os outros WPs do projeto, também é previsto o levantamento derequisitos de serviços de infraestutura que são necessários para as atividades dos outros WPs. Este lev-antamento considera tanto serviços relacionados à infraestrutura computacional em si (tais como nuvemcomputacional e conectividade), como serviços oferecidos pela plataforma FIWARE, com um escopodelimitado em torno dos mecanismos de segurança da plataforma.

É importante ressaltar que estas atividades serão apoiadas pela Anolis TI3, uma empresa especialistano desenvolvimento e implentação de nuvens computacionais de larga escala que se encontra incubadana INOVA Metropole, a incubadora de empresas do IMD.

2.1 Cronograma de Atuação - Ano 1

De acordo com o cronograma de execução do projeto, foram definidas um conjunto de atividades macropara o primeiro ano de execução do projeto. Estas atividades foram divididas em intervalos trimestrais,onde um determinado entregável deverá ser produzido. As atividades elencadas são apresentadas nasequencia:

1. Estudo da plataforma OpenStack: Uma vez que a infraestrutura de suporte a computação em nuvemda plataforma FIWARE é baseada na plataforma Openstack, esta atividade envolve o estudo e

2http://fiware.org3http://anolis.com.br

8

experimentação com os diversos componentes da plataforma de nuvem OpenStack em ambientevirtualizado, incluindo ferramentas de operação.

2. Estudo da plataforma FIWARE (ferramentas de operação): Esta atividade tem como foco o estudoe experimentação com as ferramentas de operação da plataforma FIWARE em ambiente virtual-izado.

3. Projeto e implantação de instância FIWARE de treinamento: Esta atividade consiste no desenho doprojeto, e implantação, da instância FIWARE de treinamento. Esta instância será implantada emum conjunto de servidores localizados no Datacenter do IMD, e que estão alocados para o projeto.

4. Operação e experimentação com instância FIWARE de treinamento: Uma vez implantada, a in-stância FIWARE de treinamento será utilizada pelos membros do projeto para a realização deexperimentação com a infraestrutura computacional no contexto desta atividade.

5. Estudo da plataforma FIWARE (mecanismos de segurança): Esta atividade visa um aprofunda-mento dos estudos acerca dos mecanismos de segurança da plataforma FIWARE, envolvendo aexperimentação com esses componentes de modo a demonstrar seu funcionamento.

6. Mecanismos para análise de eventos de segurança: Esta atividade envolve o estudo dos mecanis-mos envolvidos na análise de eventos de segurança, tais como SIEM (Security Information EventManager) e sua integração com a instância FIWARE de treinamento.

7. Levantamento e análise de requisitos para implantação da instância FIWARE de produção: Estaatividade envolve o estudo aprofundado dos requisitos para a implantação de uma instância FI-WARE de produção, e de sua incorporação como nó participante da iniciative FIWARE Lab.

8. Projeto e planejamento de implantação de instância FIWARE de produção: Baseado nos requisi-tos de implantação identificados, esta atividade tem como objetivo a definição do projeto de im-plantação da instância FIWARE de produção no ambiente computacional do IMD. Para isso, seránecessário realizar um levantamento dos recursos disponíveis no Datacenter do IMD que poderiamsuportar o projeto.

9. Implantação da instância FIWARE de produção: Esta atividade consiste na execução do projeto deimplantação definido anteriormente, envolvendo tanto a utilização de novos equipamentos, assimcomo recursos disponibilizados pelo Datacenter do IMD.

10. Operação da instância FIWARE de produção: Uma vez implantada, a instância de produção ne-cessita de um acompanhamento constante para sua operação e manutenção, além de oferecer umnível adequado de suporte técnico aos usuários da instância.

O cronograma de execução trimestral definido para estas atividades é apresentado na Tabela 1.

2.2 Detalhamento de Atividades Realizadas no Trimestre

De acordo com o cronograma apresentado, o primeiro trimestre de execução do projeto teve duas ativi-dades principais: Estudo da plataforma OpenStack e Levantamento e análise de requisitos para implan-tação de instância FIWARE de produção.

Na sequência apresetamos um detalhamento destas atividades.

9

Tabela 1: Cronograma de macro-atividades para o ano 1.

Atividade T1 T2 T3 T4Estudo da plataforma OpenStack X XEstudo da plataforma FIWARE (ferramentas de op-eração)

X X

Projeto e implantação de instância FIWARE detreinamento

X

Operação e experimentação com instância FIWAREde treinamento

X X

Estudo da plataforma FIWARE (mecanismos de se-gurança)

X X

Mecanismos para análise de eventos de segurança X XLevantamento e análise de requisitos para implan-tação da instância FIWARE de produção

X

Projeto e planejamento de implantação de instânciaFIWARE de produção

X

Implantação da instância FIWARE de produção X XOperação da instância FIWARE de produção X

2.2.1 Estudo da plataforma OpenStack

O foco principal desta atividade foi no treinamento dos bolsistas Antonio Alcir de Freitas Junior e Robe-ria Silva da Penha Lourenço, de modo a prepará-los para as futuras atividades do projeto. O programa detreinamento foi desenhado com a participação da Anolis TI, e consistiu no estudo de diversas tecnologiase ferramentas que auxiliarão a operação de uma nuvem OpenStack de larga escala. De modo a praticar ostópicos estudados, foi definido um conjunto de exercícios práticos, em ambiente virtualizado, que foramexecutados pelos bolsistas ao longo do trimestre.

Dentre os tópicos estudados incluem-se ferramentas de controle de versão, tais como svn e git, fer-ramentas de gerenciamento de configuração (ex. Puppet e Fuel), virtualização em ambiente desktop, eplataforma de nuvem OpenStack.

As atividades práticas envolveram a criação de diversas máquinas virtuais que foram utilizadas paraexperimentação com as tecnologias estudadas. Estas atividades se mostraram bastante produtivas, per-mitindo aos bolsistas experimentarem com os conhecimentos estudados e um contato inicial com oambiente de administração de servidores. Além disso, através desses exercícios, os bolsistas tiverama oportunidade de se depararem com diversas dificuldades encontradas em um ambiente de produção,contribuindo enormemente para seu crescimento profissional.

Ao fim do primeiro trimestre os bolsista adquiriram um conhecimento razoável em ferramentas queauxiliam na operação de uma plataforma de nuvem, além de conhecimentos na plataforma de nuvemOpenStac, tendo iniciado a implantação de instâncias desta plataforma em ambientes virtualizado.

Uma das dificuldades encontradas durante a execução desta atividade foi em relação à participação daAnolis TI ao longo do programa de treinamento. Apesar de terem contribuído enormemente no plane-jamento do programa de treinamento, a empresa não pode acompanhar sua execução devido a algumasindefinições acerca de sua participação formal no projeto. Isto afetou subtancialmente a execução destaatividade, exigindo um ajuste considerável no planejamento das atividades para o primeiro trimestre.

10

2.2.2 Levantamento e análise de requisitos para implantação de instância FIWARE deprodução

Esta atividade teve como foco principal a obtenção e análise dos requisitos para a implantação de umainstância FIWARE. Para isso, ela envolveu um estudo aprofundado da documentação técnica disponi-bilizada pelas diversas iniciativas do projeto FIWARE, assim como de outras fontes relacionadas aplataforma de nuvem OpenStack e ferramentas de operação de nuvem Fuel.

Como resultado, esta atividade produziu um documento a parte, que apresenta uma análise dos requi-sitos de implantação de uma nuvem OpenStack, e dos serviços que caracterizam a plataforma FIWARE.Além disso, este documento traz também recomendações para a elaboração do projeto de implantaçãodo FIWARE no ambiente computacional do IMD, que será o objetivo principal do segundo trimestre deexecução do projeto.

2.3 Algumas Considerações

As atividades planejadas para o primeiro trimestre relacionadas à implantação da infraestrutura com-putacional do projeto previsam a participação da empresa Anolis TI. Entretanto, devido a algumas in-definições de formalização, a referida empresa teve uma participação bastante superficial. Este eventoafetou o andamento de nossas atividades, resultando no atraso da implantação da instância de treina-mento da plataforma FIWARE, que poderia já estar sendo utilizada por outros participantes do projeto.

O cronograma apresentado já considera esses eventos, e de acordo com o mesmo, as próximas ativi-dades envolvem a continuação dos estudos sobre a plataforma FIWARE, tanto considerando ferrametnasde operação da mesma, como aspectos relacionados aos mecanismos de segurança da plataforma demodo a colaborar com as atividades do WP de middleware. Além disso, o segundo trimestre envolve aimplantação de uma instância FIWARE para treinamento, e a elaboração do projeto de implantação dainstância FIWARE de produção. Estas atividades contarão com o apoio da Anolis TI, uma vez que todosos obstaculos à sua participação foram vencidos.

3 Desenvolvimento de Smart Hot-Spot autonômico com acesso à Internet

Esta linha de pesquisa visa o desenvolvimento de uma espécie de hot-spot autonômico ligado à Inter-net, com capacidade ao fornecimento de conectividade a pessoas e dispositivos cyber-físicos no ambi-ente urbano. O hot-spot deverá possuir recursos de auto-suficiência energética e auto-adaptabilidade àscondições de conectividade do ambiente.

Os objetivos específicos deste projeto são:

• A escolha adequada dos equipamentos de conectividade de todo o sistema, considerando o con-sumo racional da energia provida pelas baterias.

• O correto dimensionamento das bateriais que armazenarão a energia captada do sol, considerandoa autonomia ininterrupta de todo o sistema mesmo considerando dias chuvosos;

• O desenvolvimento de um sistema de monitoramente baseado em sensores que utilizem a in-fraestrutura e a localidade do poste para prover informações, dentro do contexto de cidades in-teligentes.

11

3.1 Linhas de execução

Para delinear as ações necessárias à consecução do projeto, os esforços de desenvolvimento foram divi-didos em cinco linhas de atuação, a saber:

• Redes: Definir tecnologias de conectividade a serem utilizadas no projeto, tanto do ponto de vistade upstream como disponibilização de acesso nas proximidades do equipamento. Levantar requisi-tos de interconexão entre os dispositivos internos que fazem parte da solução. Avaliar tecnologiasde câmeras IP e produtos com maior eficiência energética e funcionalidades agregadas para com-por o módulo de segurança da solução.

• Energia: avaliar consumo energético dos equipamentos envolvidos no projeto; Medir eficiênciade geração energética do painel fotovoltaico (raspberry, arduino, etc.); Definir autonomia dese-jada para o sistema, considerando pior caso; Determinar requisitos de armazenamento elétricopara atender autonomia desejada em pior caso; Definir equipamentos, sensores e estratégias paramedição em tempo-real do consumo dos dispositivos; Definir hardware para monitoramento am-biental: temperatura interna e externa, poluentes; Definir hardware para funcionalizes adicionais:RFID (ônibus), etc.

• Gerenciamento inteligente: Definir estratégias embarcadas e remotas para tomada de decisão,com base nos dados coletados pelos diversos sensores disponíveis na solução: conectividade,desligamento de dispositivos (câmera, wi-fi, pooling de dados para o servidor), alerta de autono-mia, alerta de mal-funcionamento.

• Software de monitoramento e gerenciamento: Desenvolvimento da solução de software paraacompanhamento dos parâmetros dos postes instalados, incluindo:

– Energia gerada e consumida;

– Quantidade de usuários no ambiente;

– Medição de tráfego gerado pelos usuários;

– Veículos monitorados;

– Acesso às câmeras;

– Monitoramento ambiental, temperatura interna e externa, poluição.

• Outras aplicações: Monitoramento de ônibus - tempo médio na parada, tempo médio entre paradas,quantidade de passageiros embarcados, tempo médio de espera dos passageiros.

3.2 Requisitos de hardware

Esta seção apresenta os hardwares já obtidos para a montagem do primeiro protótipo da solução. Apartir da montagem deste primeiro protótipo será possível avaliarmos os requisitos da solução com ascaracterísticas de cada um dos componentes de hardware.

• Switch Ubiquiti ToughSwitch PoE

– Switch Ethernet com 4 portas Rj-45, sendo três portas com função PoE (Power Over Ether-net) e uma interface de rede para gerenciamento do switch.

• Rádio Ubiquiti Power Beam M5 300

12

– Equipamento Wi-Fi, operando na frequência de 5Ghz, para receber o enlace de acesso àInternet.

• Rádio Ubiquiti Nano Station M5

– Equipamento Wi-Fi, operando na frequência de 2.4Ghz, para prover acesso Wi-Fi para osusuários próximos do poste.

• Câmera IP Ubiquiti AirCam-Bulk

– Câmera IP com qualidade HD de 720p para uso Indoor ou Outdoor.

• Painel Solar

– Painel com células foto-votaicas para geração da energia, com capacidade de geração emWatts.

• Bateria

– Bateria para acúmulo da energia excedente gerada pelo painel solar e para uso nos horáriossem sol, como os horários noturnos e em dias chuvosos.

3.3 Análise dos DataSheets e User Guides

A partir da análise do manual de cada equipamento foi possível obter as informações necessárias paraconfiguração e montagem. Podemos ver a seguir as principais características de cada equipamento uti-lizado.

3.3.1 Switch ToughSwitch PoE

O ToughSwitch PoE tem a função de interligar equipamentos com alimentação de 24v PoE com umswitch gerenciável, permitindo uma melhor organização na instalação dos cabos, diminuindo o númerode conexões. O ToughSwitch PoE é gerenciável e disponibiliza 5 portas que suportam whatchdog,VLAN, jumbo frame e o protocolo spanning tree, o qual evita loops na rede, além de uma interfaceintuitiva com diversos gráficos, e de uso simplificado. Podemos ver suas especificações em maiores de-talhes na Figura 1.

PoE é um padrão da IEEE que permite enviar alimentação elétrica pelo cabo de rede, associado aoprotocolo Ethernet, juntamente com os sinais de dados, de um equipamento fornecedor da alimentação(PSE = PowerSource Equipment), normalmente um switch, para o equipamento a ser alimentado pelocabo (PD = Powered Device). Por tratar-se de uma ligação e não possuir uma resistividade relevante,apesar de ser o que alimentará todos os aparelhos, não consome uma quantidade exacerbada de energia,pois este, possui um software onde é possível gerenciar as portas, como mostra a Figura 2, que estãoligadas no momento e acompanhar todo o seu desempenho.

Nota-se que sua alimentação é de 24V, e em cada porta pode passar uma corrente de no máximo 0,5Ae que seu consumo máximo é de cerca de 60W. Este equipamento será alimentada por duas baterias de12V, as quais serão descritas na subseção correspondente. Na Tabela 2 são descritas as normas da IEEEpara o equipamento.

13

Figura 1: Especificação do Switch ToughSwitch POE.

3.3.2 Rádio Power Bean

Esta é uma solução com rádio de 5GHz MIMO 2x2 para instalação em clientes de provedores de in-ternet de alto desempenho. O PowerBeam M5 300 possui uma instalação bastante simples, é feito emmaterial resistente a intemperes e tem projeto mecânico que permite ser montado com inclinação. Possuiantena direcional integrada no modelo com ganho de 22dBi, um processador bastante veloz, alimentaçãovia PoE e painel com leds externos. O mesmo é indicado para redes wireless outdoor ponto a ponto emultiponto de longas distâncias. Suas especificações são mostradas na Figura 3.

3.3.3 Rádio Nano Station

O AccessPoint Ubiquiti NanoStation M5 é capaz de oferecer taxas de transferência de até 150Mbps.O NanoStation M5 dispõe de portas Ethernet que permitem a conexão com a rede cabeada e com um

14

Figura 2: Tela do software de gerenciamento do Switch POE.

outro equipamento Ethernet simultaneamente. A antena integrada de 16dBi juntamente com a potênciade 500mW permitem seu uso em diversas condições. O firmware da Ubiquiti utilizado é o novo AirOS Vque permite controle de banda, VLAN, DMZ, ferramentas de monitoramento das conexões e do próprioequipamento. A Figura 4 mostra as suas especificações em maiores detalhes.

3.3.4 Interação Nano Station e Power Beam

A Nano Beam possui voltagem de 24V e consumo máximo de 8W, já a Power Beam possui voltagemde 24V e consumo máximo de 6W. Todavia, como em outras tecnologias de transmissão via rádio, adistância que o sinal é capaz de percorrer em uma rede Wi-Fi depende não apenas da potência do ponto

Tabela 2: Especificação das normas IEEE para o Switch ToughSwitch PoE.

Tipo High PowerPadrão IEEE 802.3 at

Ano de publicação 2009Categoria mínima do cabo Categoria 5eResistência enlace [ohms] 2 x < 12,5

Potência fornecida pelo PSE 60 wPotência consumida pelo PD 51 w

Tensão nominal de saída no PSE 53 vFaixa de tensão de saída no PSE 50 a 57 v

Corrente máxima por enlace 2 x 600 mAQuantidade de enlaces 2

15

Figura 3: Tela do software de gerenciamento do Switch POE.

de acesso, mas também do ganho da antena e de fatores ambientais, tais como obstáculos e interferênciaeletromagnética, gerando também interferências no consumo e mudanças de comportamento, aspectosestes a serem estudado nesse projeto. É possível monitorar através doss softwares dos equipamentos,como mostram as Figuras 5 e 6, a intensidade do sinal propagado, especificações, e também controlarseu funcionamento de modo geral, possibilitando a identificação de possíveis erros e/ou baixa eficiência.

3.3.5 Câmera IP AirCam-Bulk

A Ubiquiti AirCam–Bulk é uma câmera IP com qualidade HD de 720p para uso Indoor ou Outdoor. Osoftware AirVision, que possui uma interface intuitiva desenvolvido pela Ubiquiti para funcionamentocom a AirCam, permite monitoramento por imagens em tempo real ou gravado, além de sensor de movi-mento e alertas. Suas especificações estão na Figura 7.

Assim como os equipamentos supracitados, a câmera possui um software, mostrado na Figura 8, quepermite a análise de desempenho de todos os parâmetros em tempo real, tais como controle da qualidadede imagem e gerenciamento de energia. Tais fatores estão diretamente ligados a seu consumo e energia.O aparelho possui uma voltagem de 24V e um consumo máximo de 4,5W.

16

Figura 4: Especificação do Rádio Nano Station.

3.3.6 Painel Solar

Há dois painés solares para avaliação, um de 80W de capacidade de geração de energia e um outro de100W. Ambos, geram tensões de 18,5V nas melhores condições de geração para carregar as bateriais.

3.3.7 Bateria

Há duas baterias seladas de 12V 40Ah ligadas em série para gerar os 24V necessários aos Switch PoE.Ainda não foram realizados os testes de autonomia com o uso destas bateriais.

3.4 Planejamento das próximas atividades

As próximas atividades focarão os seguintes aspectos:

• Instalação do produto piloto em uma ambiente real de uso da solução;

• Teste de autonomia das bateriais com o uso pleno de todos os equipamentos ligados;

• Testes da conectividade da solução e análise dos aspectos realicionados ao desempenho, confiabil-idade e disponibilidade.

17

Figura 5: Telas de gerenciamento do Nano Station e Power Beam.

4 Considerações Finais

Este documento apresentou um relato das atividades realizadas durante o primeiro trimestre de execuçãodo projeto Smart Metropolis por parte do WP4 - Infraestrutura. A equipe do WP tem atuado em duasfrentes: (i)Desenvolvimento, implantação e operação de infraestrutura computacional; e (ii) Desenvolvi-mento de Smart Hot-Spot autonômico de acesso à Internet.

No tocante à frente de trabalho relacionada ao desenvolvimento, implantação e operação de infraestru-tura computacional, as atividades realizadas focaram no treinamento dos bolsistas que compõem a equipedo projeto na operação da plataforma de nuvem OpenStack, e no levantamento e análise de requisitospara a implantação de uma instância FIWARE no ambiente do IMD. O resultado dessa análise de requi-sitos foi apresentado em um documento a parte, contendo um detalhamento acerca dos próximos passospara o processo de implantação, assim como recomendações para a equipe de TI do IMD. De acordocom o cronograma definido, os próximos passos dizem respeito ao estudo da plataforma FIWARE, coma implantação da mesma em ambiente experimental, e ao projeto e planejamento para a implantação dainstância FIWARE de produção no ambiente computacional do IMD.

No tocante à frente de trabalho relacionada ao desenvolvimento de Smart Hot-Spot autonômmico deacesso à Internet, as atividades realizadas focaram na definição e montagem de um primeiro protótipoda solução. Este protótipo permitiu à equipe a identificação e análise dos requisitos que a solução deveatender em termos de componentes de hardware que a compõem. Além disso, como parte das próximasatividades, este protótipo também será utilizado para testes em campo no campus central da UFRN,permitindo a obtenção de dados reais acerca de sua utilização e desempenho, permitindo uma avaliaçãoacerca dos componentes do protótipo.

18

Figura 6: Telas de gerenciamento do Nano Station e Power Beam.

Figura 7: Especificação da Camera IP AirCam-Bulk.

Figura 8: Tela de gerenciamento da Camera IP AirCam-Bulk.