Fase I - Estudo

Título da Idéia

Vehicle-To-Cloud - V2C: Protótipo de Veículo Conectado.

Objetivos

O objetivo geral desse projeto de pesquisa é aprofundar na proposta de NaaS - Network as a Service, envolvendo IoT - Internet das Coisas vinculada aos benefícios do Cloud Computing por meio do desenvolvimento de uma solução que integre ambas as tecnologias.

Dessa maneira, aproveitar as possibilidades de provisionamento usando estas novas tecnologias para gerar benefícios como melhor desempenho, vazão de dados escalável, menor latência e maior simplicidade na configuração.

Como entrega final, a proposta é desenvolver, utilizando um veículo com pouquíssima inovação tecnológica, um computador de bordo acoplável a um veículo com inúmeros serviços amparados na coleta de dados por sensores como medição de pressão, de volume de combustível, de velocidade ou controles como ré, presença e outros com hospedagem em ambientes virtualizados em nuvem que processaria a inteligência do sistema. A ideia é que qualquer equipamento possa ser monitorado por meio de sensores conectados à uma plataforma que permita funcionalidades comuns aos veículos atuais.

A aplicação poderá ser para Smartphone que atuará sobre uma camada de software interagindo com um sistema de sensores e dispositivos especiais, utilizando sistemas de comunicação mais atuais como o LoRa (LOng RAnge) para maior eficiência e autonomia afim de melhorar a experiência da viagem.

Conceito

V2C (Vehicle-to-Cloud), em português Veículo para Nuvem se trata de uma interação entre um veículo diretamente com a nuvem, possibilitando que motoristas e passageiros acessem aplicativos de informação, navegação e entretenimento diretamente de um display instalado no carro ou até mesmo de um aparelho remoto, como os atuais smartphones.

O protótipo de veículo conectado em si seria uma forma de também fazer com que qualquer tipo de problemas nos carros sejam identificados com mais assertividade e eficiência, poupando tempo e mão de obra.

O processo da nuvem entra para garantir uma opção mais segura entre fornecedor e cliente, com a vantagem de acessos em qualquer lugar do planeta.

Conceitos básicos para o entendimento do V2C e do nosso projeto:

Cloud-based navigation ou navegação baseada em nuvem
- Neste conceito o enfoque principal se trata da navegação de um veículo baseada em nuvem, que seria uma conexão feita entre o automóvel (nesse caso a aplicação apoiada na base do veículo ou um sensor instalado mandando a informação em tempo real via wireless) com a nuvem obtendo informações em tempo real sobre todo o seu trajeto, como: um atalho pois ocorreu um engarrafamento em determinada rua, buracos poderiam ser identificados pelo sistema de monitoração baseado em nuvem para que alertas fossem emitidos a veículos que percorrem a mesma rota, assim o trânsito fluiria bem mais e acidentes claramente poderiam ser evitados.

Cloud-based infotainment ou Infoentreterimento conectado à nuvem
- Muitos acidentes já ocorreram por uma mera desatenção do motorista que foi apenas trocar uma música no carro, infotainment seria a conexão com o carro para que uma viagem mais segura ocorra, afim de melhorar a experiência entre condutor e passageiro. Um exemplo dessa tecnologia que evitaria o acidente ocorrido acima, seria a troca de radio pelo volante, assim o motorista não tiraria as mãos do volante, nem o olhar na estrada. Ligações poderiam ser feitas apenas por um comando de voz, sem a necessidade de ter que parar o carro e pegar o celular para isso, com infotainment poderia-se simplificar as viagens e trazer uma forma mais segura de condução.

Características

O projeto V2C se caracteriza pela abrangência dos conceitos de Internet das Coisas - IoT e Computação em nuvem, o que lhe trás algumas particularidades, aspectos e atributos específicos.

Particularidades do projeto V2C:
- Inovação tecnológica de um veículo antigo sem mudança de suas características próprias, mantendo o modelo do automóvel em questão íntegro, sem perder sua originalidade;
- Programação;
- Desenvolvimento de protótipos (Sensores);
- Coleta de dados;
- Conectividade com sensores;
- Teste de transmissão de dados [Sensor – Mobile (Celular ou Tablet)];
- Integração com a nuvem;
- Projeto da aplicação back-end e front-end.

Aspectos do projeto V2C:
- Para não tirar a originalidade do veículo, ele receberá suas notificações através de uma aplicação mobile, podendo ser em um tablet ou celular, apenas fixados em uma plataforma removível, assim mantendo toda e qualquer característica do carro;
- Interface interativa da aplicação para facilitar o seu uso para o consumidor;
- A interação sensor-aplicação ocorrerá pela nuvem, não prejudicando o aspecto visual do carro evitando cortes, perfurações e a aplicação de fios conservando seu valor original.

Atributos do projeto V2C:
- Criação de uma aplicação mobile;
- Conexão de cada sensor existente no veículo com a aplicação mobile criada a fim de trazer uma interação veículo-nuvem.

Estudo Dirigido

O projeto que envolve cerca de 4 áreas da engenharia, Engenharia da Computação, Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações, Engenharia de Automação e Engenharia Mecânica. Entendendo-se isso a pesquisa se inicia com o aprendizado de conceitos de IoT - Internet das Coisas e Cloud Computing (Computação em nuvem) para que se possa entender fielmente a proposta do plano de trabalho do V2C - Vehicle to Cloud.

Com o entendimento desses conceitos e do projeto em questão se pode pensar em construir algo ou pesquisar projetos correlatados com a proposta da qual queremos realizar, como a pesquisa de softwares Open Sources através do benchmarking.

Encontrando softwares com ideias em comum ao que se quer realizar no projeto, acontecerá o estudo em busca do domínio da linguagem de programação ao qual o software se encontra, como banco de dados, etc. Dominando-se a linguagem podem ser realizadas alterações sobre o software a fim de trazer uma maior harmonia ao projeto, satisfazendo as necessidades do V2C.

Durante essa parte do projeto também pode-se trabalhar com a conectividade entre os sensores e a aplicação mobile, levando assim o projeto para a parte de teste e correção de possíveis erros, trazendo um produto pronto para a demonstração final.

Projetos correlatos

Fase II - Ensino

Conteúdo

Desenvolva um conteúdo que possa transmitir o conhecimento adquirido para outros
Crie um material (Wiki, PDF, PPT, ...) que possa ser armazenado e facilmente atualizável

Apresentação

Apresente ao grupo (reunião, EAD, Blog, ...)
Publique aqui

Metodologia

O processo de desenvolvimento deste projeto envolve várias práticas que poderão ser usadas pelos pesquisadores, a saber:

1- Pesquisa: Busca em fontes bibliográficas com foco nos artigos e trabalhos de pesquisadores envolvidos com IoT e Cloud Computing, passando pelo crivo do orientador e com a seleção com base nas diretrizes deste trabalho.

2- Evolução do projeto: Encontros periódicos com orientador e especialistas com pauta definida para aproveitamento efetivo e documentação em ambiente colaborativo, registrando todas as contribuições relevantes ao longo do tempo.

3- Desenvolvimento: Utilização da metologia Agile por meio das cerimônias presentes no Scrum e atualização de informações via Kanban em ambiente virtual como Trello ou ferramentas similares.

4- Processos: Aplicação de técnicas de prototipação para implementação dos requisitos definidos para a solução com apresentação de mockups e versões que representem a colaboração dos participantes do projeto.

Fase III - Exemplo de Caso de Negócio

Benefícios para quem for oferecer esta solução

Receita com novo negócio:
- Comercialização de um computador de bordo com aplicação embutida e Hardware junto;
- Comercialização de um computador de bordo com aplicação embutida com Hardware adquirido pelo cliente;
- Comercialização de Smartphone que suporte a solução V2C;
- Comercialização de um computador de bordo completo;
- Comercialização de um computador de bordo completo os seguintes módulos(sensores):
  - Temperatura (cabine, combustível, escapamento, óleo, radiador);
  - Pressão;
  - Ré;
  - Presença;
  - Velocidade;
  - Volume;
  - Travamento de portas;
  - Segurança (Cinto, alarmes em geral);
  - Carga da bateria.

Parcerias:
- Fornecedor do Smartphone;
- Fornecedor dos sensores;
- Fábrica do carro.

Benefícios para o usuário

Atualização de tecnologia;
Comodidade;
Segurança (sensor de ré, câmeras, etc);
Não descaracterização do modelo original do veículo;
Plataforma simples, de fácil entendimento e manipulação;
Produto atraente ao usuário;
Maior praticidade do que as existentes atualmente;
Um preço acessível;
Uma maior garantia com relação à imprevistos;
Um veículo totalmente tecnológico sem grandes modificações ao aspecto original do veículo.

Direcionadores chave para esta iniciativa

O que a iniciativa V2C pode proporcionar para a sociedade e o mercado de trabalho:

Atualização de tecnologia;
Um novo modelo de negócio;
Conforto e comodidade;
Simplicidade e modernidade;
Previsão de problemas;
Manutenção dos produtos;
Marketing dos produtos;
Vendas dos produtos;
Essa inovação pode-se estender para outras áreas do conhecimento, proporcionando um leque novas de possibilidades com a modificação dessa tecnologia para:
- Um ambiente de lazer como uma casa ou apartamento;
- Um comércio;
- Hospitais;
- Escolas.
V2C não é apenas um veículo com várias funcionalidades, também é uma maneira de pensar, uma ideia que pode proporcionar inúmeras inovações tecnológicas até mesmo em outras áreas do conhecimento.

Possíveis modelos de negócios

Arquivo em PDF do Canvas relacionado ao V2C: Arquivo:Canvas V2C.pdf

Business Case

Solução sendo avaliada comercialmente:

Sumário executivo
- Um projeto que visa a atualização das tecnologias atuais, promovendo um maior conforto, comodidade, novas oportunidades de negócio e simplicidade.
O produto/serviço
- O produto ofertado vai demandar alguns gastos como sensores, porém se pode recuperar e obter um lucro com sua revenda e uma parceria com a fornecedora de sensores seria fundamental para os 3 envolvidos na transação (Fornecedora, comerciante e consumidor).
  - Benefícios para cada um:
    - Fornecedora: Obtém maior número de vendas em sensores;
    - Comerciante: Um novo negócio promissor que facilita a mão de obra e obtém uma maior rapidez, facilidade e eficiência no seu trabalho;
    - Consumidor: Tecnologia de ponta por um preço acessível e maior simplicidade em questão de manutenções de seu veículo, com o fato de que ele se permaneceria com sua originalidade de fábrica.
O mercado
- O produto entraria como inovação no mercado consumidor atual, com a característica de melhoria, praticidade e evolução do que já era feito.
A concorrência
- Começaria com um pioneirismo dos primeiros fornecedores desse produto, porém com o crescimento do mesmo no mercado aumentaria o número de empresas afins de uma comercialização do projeto V2C.
Marketing
- Vídeos em redes sociais mostrando os benefícios do projeto V2C e a propaganda "boca a boca" feita por indicação de quem já teve a experiência com o projeto.
Projeções financeiras
- Lucro com a venda do protótipo, como:
  - Protótipo completo;
  - Protótipo com sensores escolhidos pelo cliente;
  - Um pacote padrão do protótipo.

Barreiras encontradas

Uma das barreiras encontradas foi que os envolvidos no projeto não sabiam algumas das linguagens utilizadas nos softwares open sources que foram encontrados durante o benchmarking, mas esse fator não impossibilita a ocorrência de um aprendizado, uma limitação que proporciona um maior conhecimento;

Comunicação dos sensores com a aplicação, é uma barreira que precisa ser quebrada, com empenho e estudos sobre como realizar essa conexão.

OBS: As barreiras encontradas vão nos fazer errar e ter dor cabeça, mas por meio dos erros que vamos conseguir tirar o aprendizado para nos superarmos e acertar no final.

Fase IV - Protótipo orientado ao Negócio

Escopo

O escopo desse protótipo de veículo conectado é a criação de um software que realize as seguintes funções:

Seja uma aplicação mobile;
Se comunique com diferentes tipo de sensores por meio de uma interação entre sensor-nuvem-aplicação;

Dessa forma espera-se que ele possa possibilitar:

Diminuição dos gastos com ferramentas para equipar os veículos antigos com a tecnologia atual;
Evitar cortes que danifiquem a lataria do veículo, descaracterizando-o;
Dar um maior acesso das pessoas com a tecnologia atual;
Evitar alguns prejuízos ocorrentes no trânsito (Fundir o motor, colisão traseira, acabar a gasolina, etc);
Evitar furtos;
Avisos essenciais para que o motorista tenha uma boa condução;
Maior praticidade para o fornecedor e o usuário.

Product Backlog

Estudo e entendimento dos conceitos aplicados ao V2C;
Entendimento em programação para possíveis mudanças ou construção de um software;
Aquisição de sensores;
Transmissão de dados de sensores com a aplicação (estudo de formas para essa transmissão);
Aplicar praticidade ao projeto estudado;
Buscar uma maior economia durante o processo, para repassar um preço acessível a um possível consumidor;

OBS: Em product backlog foi criada uma lista de prioridades com todas as principais tarefas a serem realizadas. Esse documento estará em aberto até final do projeto, podendo aceitar novas demandas. A construção de diagramas também será feita durante o andamento do projeto.

Limitações

Informe sobre as limitações técnicas, comerciais, operacionais, recursos, etc.

PoC

A PoC será realizada após a escolha dos softwares encontrados durante o Benchmarking.

Infotainment:
- Escrever sobre essa solução.
- Informar características (requisitos)
- Comparar essa solução com a proposta do V2C

Detalhamento Técnico

Descreva especificamente os aspectos técnicos desta pesquisat:

CoPilot - código base: CoPilot, Código em Python e XML;
OBDintheCloud - código base: [1], Código em Java;
GPS tracking software - código base: [2], Código em PHP e Javascript;
Park Auto - código base: [3], Código em Delphi / Kylix , Lázaro e ambiente de banco de dados PostgreSQL;
iwattnick - código base: [4], Código em Python e C;
freediag: Vehicle Diagnostics Suite - código base: [5], Código em C;
sensorLink - código base: [6], Código em Swift;
Test_Connection - código base: [7], Código em Java;
cloud vehicle gps - código base: [8], Código em JavaScript;
Vehicle-Data-Monitoring-System - código base: [9], Código em CSS;
openfuelservice - código base: [10], Código em Python;
PSACOM - código base: [11];
The Time Series Project - Biblioteca na linguagem C++.

Cronograma Macro

O que já foi feito antes do cronograma macro:
- Plano de Trabalho do projeto V2C – Protótipo de veículo Conectado;
- Estudo dos conceitos de IoT;
- Estudo dos conceitos de Cloud Computing;
- Estudo do protocolo OBDII;
- Estudo OBD in the Cloud;
- Benchmarking de softwares open source que atendiam nossa procura, foram encontrados 9 softwares nessa busca, porém apenas 2 podem ser aproveitados que foram os projetos CoPilot e OBDintheCloud.

Semanas até o final do projeto desde o início do cronograma macro: 6 meses que dão 27 semanas que são 189 dias.
- Semana 1: Organização do cronograma macro e definições das tarefas de cada um dos integrantes do projeto;
- Semana 2: Outro Benchmarking de softwares open sources com maior enfoque e organização;
- Semana 3: Conferência entre os alunos para discutirem sobre os softwares encontrados e apresentá-los ao professor Luiz Cláudio. Conferência ocorrerá no dia 07/03/2019;
- Semana 4: Estudo das linguagens dos softwares entrados a fim de dominar cada linguagem específica para futuras modificações;
- Semana 5: Estudo das linguagens dos softwares entrados a fim de dominar cada linguagem específica para futuras modificações e reunião entre os pesquisadores para esclarecer dúvidas e dificuldades de cada um;
- Semana 6: Estudo das linguagens dos softwares entrados a fim de dominar cada linguagem específica para futuras modificações;
- Semana 7: Modificações nas estruturas de códigos pesquisadas para organização da forma como queremos a nossa aplicação e reunião para definir o que cada ficará responsável por fazer;
- Semana 8: Modificações nas estruturas de códigos pesquisadas para organização da forma como queremos a nossa aplicação;
- Semana 9: Modificações nas estruturas de códigos pesquisadas para organização da forma como queremos a nossa aplicação e reunião para ver como está o andamento das modificações;
- Semana 10: Modificações nas estruturas de códigos pesquisadas para organização da forma como queremos a nossa aplicação;
- Semana 11: Modificações nas estruturas de códigos pesquisadas para organização da forma como queremos a nossa aplicação e reunião para considerações finais das modificações;
- Semana 12: Modificações nas estruturas de códigos pesquisadas para organização da forma como queremos a nossa aplicação;
- Semana 13: Reunião com os envolvidos para decisão de qual a melhor forma de conectar o veículo, por fios ou wireless (nuvem);
- Semana 14: Começar a nova parte do projeto, conexão do veículo com a aplicação;
- Semana 15: Trabalho em programação em nuvem (esperado) e reunião para possíveis dúvidas;
- Semana 16: Trabalho com a conexão do veículo;
- Semana 17: Trabalho com a conexão do veículo e reunião sobre o andamento do projeto;
- Semana 18: Trabalho com a conexão do veículo;
- Semana 19: Trabalho com a conexão do veículo e reunião para considerações finais;
- Semana 20: Veículos conectado fase de testes do protótipo;
- Semana 21: Veículos conectado fase de testes do protótipo e reunião para ver o que está em mal funcionamento;
- Semana 22: Verificação de erros encontrados e manutenção;
- Semana 23: Verificação de erros encontrados,manutenção e reunião para ver o andamento;
- Semana 24: Teste para entrega do produto final;
- Semana 25: Reunião do projeto pronto;
- Semana 26: Reunião apresentação do projeto;
- Semana 27: Entrega final.

OBS: O objetivo é cumprir o cronograma macro, mas pode ser que vá haver algumas alterações durante o andamento do projeto.

Histórico

Foi Realizada uma conferência no dia 21/02/2019 com 4 participantes (Professor Luiz, Guilherme, Lucas e Mateus) com o seguinte conteúdo: Arquivo:Ata da Conferência do dia 21 - V2C.pdf;
Manutenção da wiki, complemento de informações e benchmarking - Semana 2;
Após benchmarking será realizada uma conferência entre os pesquisadores para escolha dos softwares que poderão ser usados - semana 3
Foi realizado o benchmarking e apresentado os softwares encontrados, e ocorreu uma conferência no dia 07/03 com o seguinte conteúdo: Arquivo:Ata da Conferência do dia 07- V2C.pdf

Pesquisadores

Coordenador:

Luiz Cláudio Theodoro
- Professor e Pesquisador na Faculdade de Computação UFU

Alunos:

Guilherme Henrique de Araújo Santos
- PET - Sistemas de Informação UFU
  - Iniciação Científica

Lucas Guimarães Mendes
- Ciência da Computação UFU

Mateus Oliveira Lemos
- Ciência da Computação UFU

Nivaldo Pereira da Silva Júnior
- Sistemas de informação UFU
  - Trabalho de Conclusão de Curso