Descrição Técnica

Conteúdo da descrição técnica:

O projeto foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, foi desenvolvido o hardware que requer uma fonte de alimentação de 12 volts capaz de fornecer uma corrente de 3A. Esse hardware é composto por três módulos: GPS, leitor RFID e SIM800L.

Na parte de software, foi utilizado o FreeRTOS, um sistema operacional em tempo real para sistemas embarcados. Foram criadas duas tarefas principais: uma responsável por monitorar o leitor RFID e verificar quando uma tag é aproximada. Quando uma tag é detectada, os dados lidos são armazenados em uma estrutura de fila. A segunda tarefa é responsável por enviar os dados para um servidor MQTT. Essa tarefa permanece em espera na maior parte do tempo e é ativada apenas quando há dados disponíveis na fila. Quando não há dados, a tarefa entra em modo de espera. Os dados do GPS são lidos a cada segundo, que é o intervalo em que o módulo fornece novas informações, como latitude, longitude e horário.

A outra parte do software é utilizada para ler os dados enviados pelo servidor MQTT e salvá-los em um banco de dados. Os dados são armazenados em um banco de dados SQL Server utilizando a linguagem C#. Além disso, foi desenvolvido um software em Angular para exibir as coordenadas recebidas em tempo real.

Essas etapas do projeto envolvem o desenvolvimento tanto do hardware quanto do software necessário para realizar o rastreamento de veículos utilizando tecnologia RFID, bem como o armazenamento e visualização dos dados relacionados.

Na imagem abaixo, é apresentado um esquema de estados que representa o funcionamento do programa para obtenção de dados de GPS e RFID, bem como a comunicação entre as tarefas. O sistema opera da seguinte maneira: existem duas tarefas distintas. A primeira delas é responsável por aguardar a leitura de uma tag RFID. Essa tarefa foi implementada utilizando o método de polling, verificando a cada 100 milissegundos se alguma tag RFID se aproximou. Caso uma tag seja detectada, ela é lida e salva em uma fila (queue) do sistema operacional. Essa fila possui capacidade para armazenar até 50 tags, permitindo a leitura de até 50 tags em um intervalo de 2 segundos.

A segunda tarefa é responsável por enviar os dados para o broker MQTT. Ela aguarda a presença de algum valor na fila e, caso haja algum, obtém o valor da tag e a última localização registrada. Os dados de localização são obtidos a cada 1 segundo. Nesse processo, o módulo utilizado envia sentenças NMEA, que são um padrão de comunicação amplamente utilizado em dispositivos GPS para transmitir informações de localização.

As sentenças NMEA contêm uma série de informações sobre a localização, velocidade, direção e horário, entre outros dados. Elas são codificadas em formato de texto legível por humanos, facilitando sua interpretação. Ao receber a sentença NMEA, o programa decodifica a mensagem e armazena as informações relevantes em uma variável, permitindo um trabalho mais fácil com os dados de localização.

Em seguida, os dois conjuntos de dados (valor da tag e localização) são combinados e enviados para o broker MQTT. Os dados enviados ao broker incluem latitude, longitude, horário e o valor contido na tag. Cada um desses valores é separado por uma vírgula.

No diagrama abaixo, é apresentado um detalhado fluxograma que ilustra o funcionamento da primeira task responsável por aguardar a aproximação de uma tag RFID e, em seguida, salvar essa informação na fila do sistema operacional FreeRTOS.

A task inicia aguardando por eventos de aproximação de tags RFID. Utilizando o método de polling, a cada 100 milissegundos, é verificado se alguma tag se aproximou do dispositivo. Caso seja detectada a presença de uma tag, a task avança para a etapa de leitura dos dados contidos nela.

Após a leitura da tag, os dados são processados e armazenados na fila do FreeRTOS. Essa fila é responsável por organizar e armazenar as tags RFID que foram lidas pelo sistema. Possuindo uma capacidade de até 50 elementos, a fila garante um armazenamento adequado e eficiente das tags para posterior manipulação.

Dessa forma, a task da primeira etapa cumpre seu papel fundamental de detectar a aproximação de tags RFID, realizar a leitura dos dados e armazená-los de forma organizada na fila do sistema operacional. Esse fluxo estabelece uma base sólida para o processamento posterior dos dados, garantindo a integridade e disponibilidade das informações obtidas.