Challenge John Deere - DEV4INNOVATION

Sumário

• Introdução
• Desenvolvimento
  • Arquitetura
  • Estrutura Banco de Dados
  • Tecnologias
• Funcionalidades e Resultados
  • Rebocador
  • Administrador
• Código Fonte e Estrutura
• Autores
• Instalação
• Stacks

Introdução

O projeto busca melhorar a visibilidade e o controle das atividades de logística dentro da fábrica, otimizando o tempo e reduzindo erros no processo de entrega.

Desenvolvimento

Arquitetura

A arquitetura do sistema é baseada em uma solução IoT para localização e controle de um rebocador dentro de uma fábrica. Utilizamos um ESP32 para calcular a posição do rebocador, e essas coordenadas são enviadas para uma API desenvolvida em Node.js, que armazena os dados no banco de dados MongoDB. O front-end, construído em Vite.js com TypeScript, permite que o administrador visualize o andamento das entregas e o desempenho dos rebocadores.

• O ESP32 coleta dados de localização via RSSI dos roteadores presentes na fábrica, utilizando a fórmula de multilateração para determinar a posição do carro kit.
• O ESP32 envia os dados para uma API REST (Node.js) via Wi-Fi.
• A API processa os dados e os armazena no banco de dados MongoDB.
• O front-end consome esses dados e os exibe em um mapa, permitindo que o administrador veja a posição atual e as tarefas em andamento do rebocador.

Estrutura Banco de Dados

Tecnologias

As principais tecnologias envolvidas no projeto são:

• Vite.js: Framework para desenvolvimento front-end, escolhido pela sua rapidez e facilidade de configuração com TypeScript.
• Node.js: Servidor back-end que gerencia as requisições do ESP32 e do front-end.
• MongoDB: Banco de dados NoSQL utilizado para armazenar as coordenadas e informações do rebocador.
• ESP32: Dispositivo IoT responsável por calcular a posição do rebocador e enviar os dados.
• TypeScript: Usado no desenvolvimento do front-end e back-end, para maior consistência e manutenção do código.
• C++: Linguagem utilizada para programar o ESP32.

Funcionalidades e Resultados

Rebocador

• Controle de entregas realizadas
• Direcionamento de entregas a serem feitas
• Aplicativo Web voltado para o rebocador para auxiliar na locomoção de peças dentro da fábrica

Administrador

• Controle das informações dos rebocadores
• Informações sobre o desempenho das atividades
• Aplicativo Web voltado para o administrador para visualizar o andamento das atividades realizadas pelos rebocadores

Código Fonte e Estrutura

• O código-fonte do projeto está disponível na pasta scr.
• As imagens utilizadas no projeto estão organizadas na pasta assets.
• Link do vídeo demonstrativo: YouTube

Autores

• Ana Luiza Oliveira Dourado
• Lucas Rodrigues Grecco
• Monique Ferreira dos Anjos
• Felipe Wapf Fettback
• Ronaldo Veloso Filho

Stacks

• BACK-END - API
• FRONT-END - WEB APP
• ESP

Testes de Desempenho

Definição da Ferramenta de Teste

Teste de Tempo de Resposta

Este teste avalia o tempo necessário para que o ESP32 receba e processe um sinal WiFi e forneça a localização do dispositivo rastreado. O objetivo é medir a latência de resposta para verificar a rapidez do sistema ao identificar dispositivos e fornecer atualizações em tempo real.

Ferramentas: Utilizamos um cronômetro digital para registrar o tempo entre o envio de um sinal e a resposta do ESP32. Método: O ESP32 foi configurado para iniciar a leitura dos RSSID próximos. O tempo de resposta foi medido entre o momento de início da leitura e o retorno do posicionamento estimado.

Teste de Consumo de Energia

Este teste visa medir o consumo de energia do ESP32 durante o processo de rastreamento, verificando a viabilidade energética do dispositivo para aplicações de rastreamento prolongado.

Ferramentas: Utilizamos um multímetro digital para registrar o consumo de corrente do ESP32 em diferentes estados de operação. Método: Foram realizadas medições de corrente em três estados: Estado Ativo: Durante a leitura e triangulação de sinais WiFi. Estado Ocioso: Quando o ESP32 estava em repouso entre leituras. Estado de Baixo Consumo: Quando o ESP32 entrou em modo de economia de energia.

Evidências de Testes

Teste de Tempo de Resposta

Teste Tempo de Resposta (ms)
Teste 1 --------------- 120
Teste 2 --------------- 110
Teste 3 --------------- 130
Média --------------- 120

Teste de Consumo de Energia

Estado do ESP32 Consumo Médio (mAh)
Estado Ativo ------------------ 160
Estado Ocioso ----------------- 80
Estado de Baixo Consumo -------- 20

Discussão dos Resultados

Teste de Tempo de Resposta

O tempo médio de resposta de 120ms mostrou-se satisfatório para o propósito do sistema, com uma latência que permite uma localização em tempo quase real. No entanto, em alguns casos, observou-se uma ligeira variação nos tempos de resposta, que pode ser causada por interferências de sinal ou carga do processador.

Teste de Consumo de Energia

O consumo de energia medido variou significativamente entre os estados de operação. No estado ativo, o consumo de 160mAh demonstra a necessidade de otimizar o código para reduzir a demanda energética, especialmente se o dispositivo for alimentado por bateria. O modo de baixo consumo apresentou uma economia relevante, possibilitando a viabilidade para rastreamento prolongado.

Soluções Futuras

Para melhorar os testes e otimizar o desempenho do sistema, sugerimos as seguintes ações futuras:

• Otimização do Código: Implementar otimizações no código para reduzir o tempo de resposta e o consumo de energia, utilizando modos de economia de energia mais eficientes e aprimorando a gestão de threads de processamento.
• Filtragem de Sinais WiFi: Incorporar um filtro de sinais para mitigar interferências, o que poderia melhorar a precisão do tempo de resposta.
• Capacitor de Backup: Adicionar um capacitor de backup ao ESP32 para fornecer energia em caso de quedas, melhorando a consistência das medições de consumo.

React + TypeScript + Vite

This template provides a minimal setup to get React working in Vite with HMR and some ESLint rules.

Currently, two official plugins are available:

• @vitejs/plugin-react uses Babel for Fast Refresh
• @vitejs/plugin-react-swc uses SWC for Fast Refresh

Expanding the ESLint configuration

If you are developing a production application, we recommend updating the configuration to enable type aware lint rules:

• Configure the top-level parserOptions property like this:

export default tseslint.config({
  languageOptions: {
    // other options...
    parserOptions: {
      project: ['./tsconfig.node.json', './tsconfig.app.json'],
      tsconfigRootDir: import.meta.dirname,
    },
  },
})

• Replace tseslint.configs.recommended to tseslint.configs.recommendedTypeChecked or tseslint.configs.strictTypeChecked
• Optionally add ...tseslint.configs.stylisticTypeChecked
• Install eslint-plugin-react and update the config:

// eslint.config.js
import react from 'eslint-plugin-react'

export default tseslint.config({
  // Set the react version
  settings: { react: { version: '18.3' } },
  plugins: {
    // Add the react plugin
    react,
  },
  rules: {
    // other rules...
    // Enable its recommended rules
    ...react.configs.recommended.rules,
    ...react.configs['jsx-runtime'].rules,
  },
})