GS FIAP Monitor

Plataforma web para monitoramento de sensores ambientais integrados com Fiware. O sistema coleta, processa e visualiza dados de temperatura, umidade e nível de água através de dispositivos ESP32, oferecendo dashboards em tempo real, históricos detalhados e geolocalização interativa de todos os sensores.

Equipe

Gabriel Couto Ribeiro
Gabriel Kato Peres
João Vitor de Matos

Funcionalidades

Integração Fiware: Integração com Orion Context Broker para recebimento e consulta de dados de sensores
Listagem de Dispositivos: Exibição de dispositivos com status operacional, últimas leituras e ações rápidas
Detecção Automática: Busca e cadastro automático de novos dispositivos no Fiware
Gráficos Interativos: Visualização de histórico de leituras com Chart.js
Mapa Interativo: Localização de dispositivos em mapa com indicadores de status
Geolocalização Editável: Atualização de coordenadas de dispositivos sincronizadas com Fiware
Status Operacional: Indicadores em tempo real (Online/Offline)
Administração: Interface de gerenciamento completo via Django Admin
Design Responsivo: Interface moderna e adaptativa com TailwindCSS

Instalação e Configuração

Escolha um dos métodos abaixo para instalar e executar a aplicação:

Instalação local com Python

Pré-requisitos

Python 3.12 ou superior
pip ou conda
Sistema operacional: Linux, macOS ou Windows

Passos

Clone o repositório

git clone https://github.com/rouri404/site-gs-fiap.git
cd site-gs-fiap

Configure o ambiente virtual

python -m venv venv
source venv/bin/activate  # Linux/macOS
# ou no Windows:
# venv\Scripts\activate

Instale as dependências
```
pip install -r requirements.txt
```

Execute as migrações do banco de dados

python gs_fiap_monitor/manage.py migrate

Colete os arquivos estáticos

python gs_fiap_monitor/manage.py collectstatic

Crie um usuário administrativo (opcional)

python gs_fiap_monitor/manage.py createsuperuser

Inicie o servidor de desenvolvimento

python gs_fiap_monitor/manage.py runserver

Acesse a aplicação
- Interface principal: http://localhost:8000/sensores/
- Painel administrativo: http://localhost:8000/admin/

Docker via hub.docker.com

Pré-requisitos

Docker instalado
Sistema operacional: Linux, macOS ou Windows

Passos

Puxe a imagem do DockerHub

docker pull gabricoto/gs-fiap-monitor:latest

Execute o container

docker run -p 8000:8000 gabricoto/gs-fiap-monitor:latest

Acesse a aplicação
- Interface principal: http://localhost:8000/sensores/
- Painel administrativo: http://localhost:8000/admin/

Dica: Esta é a forma mais rápida para começar sem fazer build local.

Docker local

Pré-requisitos

Docker e Docker Compose instalados
Sistema operacional: Linux, macOS ou Windows

Passos

Clone o repositório

git clone https://github.com/rouri404/site-gs-fiap.git
cd site-gs-fiap

Configure variáveis de ambiente (opcional)

Crie um arquivo .env na raiz do projeto para configurações personalizadas:
```
DEBUG=False
SECRET_KEY=sua-chave-secreta-aqui
ALLOWED_HOSTS=localhost,127.0.0.1,seu-dominio.com
```
Inicie os containers
```
docker-compose up -d
```

Execute as migrações do banco de dados

python gs_fiap_monitor/manage.py migrate

Colete os arquivos estáticos

docker-compose exec web python gs_fiap_monitor/manage.py collectstatic --noinput

Crie um usuário administrativo (opcional)

docker-compose exec web python gs_fiap_monitor/manage.py createsuperuser

Acesse a aplicação
- Interface principal: http://localhost:8000/sensores/
- Painel administrativo: http://localhost:8000/admin/

Integração com Fiware

Visão Geral

O sistema integra-se com Fiware através do Orion Context Broker para gerenciamento de dados IoT. A comunicação ocorre em dois fluxos:

Notificações em Tempo Real: Fiware envia notificações ao endpoint /sensores/fiware_notification/
Consultas sob Demanda: O sistema consulta dados atuais ao acessar detalhes de dispositivos

Requisitos de Configuração

Seu Orion Context Broker deve atender aos seguintes requisitos:

Estar acessível pela rede da aplicação Django
Possuir subcriptions NGSI v2 configuradas para enviar notificações à URL: http://<DJANGO_HOST>:<PORTA>/sensores/fiware_notification/

Formato de Notificações (NGSI v2)

As notificações devem seguir o padrão abaixo:

{
  "subscriptionId": "id_da_sua_inscricao",
  "data": [
    {
      "id": "urn:ngsi-ld:SensorDevice:001",
      "type": "SensorDevice",
      "temperature": {
        "value": 23.5,
        "type": "Number",
        "metadata": {"unitCode": {"value": "CEL"}}
      },
      "humidity": {
        "value": 60,
        "type": "Number",
        "metadata": {"unitCode": {"value": "P1"}}
      },
      "waterLevel": {
        "value": 45,
        "type": "Number",
        "metadata": {"unitCode": {"value": "P1"}}
      },
      "TimeInstant": {
        "value": "2025-06-01T12:00:00.000Z",
        "type": "DateTime"
      } 
    }
  ]
}

Campos importantes:

TimeInstant ou timestamp: Define o horário da leitura
unitCode nos metadados: Especifica a unidade de medida
id: Identificador único que deve corresponder ao ID cadastrado no sistema

Gerenciamento de Dispositivos

Detecção Automática

O sistema possui funcionalidade de detecção automática de dispositivos registrados no Fiware. Acesse a listagem de dispositivos e utilize a opção "Detectar Novos Dispositivos".

Cadastro Manual

Para adicionar dispositivos manualmente:

Acesse http://localhost:8000/admin/
Navegue até Dispositivos e clique em Adicionar Dispositivo
Preencha os campos obrigatórios:
- ID Fiware: Identificador exato do dispositivo no Orion Context Broker (ex: urn:ngsi-ld:SensorDevice:001)
- Nome do Dispositivo: Designação do sensor
- Latitude/Longitude: Coordenadas para o mapa interativo
- Ativo: Marque para habilitar o dispositivo
Salve o formulário

Cadastro via Django Shell

Para automação em scripts ou testes:

python gs_fiap_monitor/manage.py shell

Exemplo de script para criar ou atualizar um dispositivo:

from sensores.models import Dispositivo

# Criar ou atualizar um dispositivo
obj, criado = Dispositivo.objects.update_or_create(
    id_dispositivo_fiware='urn:ngsi-ld:SensorDevice:001',
    defaults={
        'nome_dispositivo': 'Sensor de Temperatura Alpha',
        'localizacao_latitude': -23.5880,
        'localizacao_longitude': -46.6590,
        'descricao': 'Sensor de temperatura e umidade',
        'ativo': True
    }
)

status = "CRIADO" if criado else "ATUALIZADO"
print(f"Dispositivo '{obj.nome_dispositivo}' {status}")

Para adicionar múltiplos dispositivos, repita a operação update_or_create() com diferentes IDs.

Dados de Teste

Para facilitar testes e desenvolvimento, o sistema oferece scripts para popular o banco com dados fictícios. Os comandos abaixo criam 5 leituras retroativas para cada tipo de sensor, permitindo visualizar gráficos e históricos sem depender de dados reais do Fiware.

Pré-requisitos

Dispositivo com ID urn:ngsi-ld:SensorDevice:001 já cadastrado no sistema
Se não existir, os comandos criarão automaticamente

Criar Dados de Temperatura

python gs_fiap_monitor/manage.py shell -c "from sensores.models import Dispositivo, TipoSensor, LeituraSensor; from django.utils import timezone; from datetime import timedelta; device_id='urn:ngsi-ld:SensorDevice:001'; disp,_=Dispositivo.objects.get_or_create(id_dispositivo_fiware=device_id, defaults={'nome_dispositivo': 'Sensor de Teste 001'}); tipo,_=TipoSensor.objects.get_or_create(nome='temperature',defaults={'unidade_medida':'CEL','descricao':'Sensor de temperatura'}); [LeituraSensor.objects.create(dispositivo=disp,tipo_sensor=tipo,valor=20+i,timestamp_leitura=timezone.now()-timedelta(hours=i)) for i in range(5)]; print('✓ 5 leituras de Temperatura criadas')"

Criar Dados de Umidade

python gs_fiap_monitor/manage.py shell -c "from sensores.models import Dispositivo, TipoSensor, LeituraSensor; from django.utils import timezone; from datetime import timedelta; device_id='urn:ngsi-ld:SensorDevice:001'; disp,_=Dispositivo.objects.get_or_create(id_dispositivo_fiware=device_id, defaults={'nome_dispositivo': 'Sensor de Teste 001'}); tipo,_=TipoSensor.objects.get_or_create(nome='humidity',defaults={'unidade_medida':'P1','descricao':'Sensor de umidade'}); [LeituraSensor.objects.create(dispositivo=disp,tipo_sensor=tipo,valor=50+i*2,timestamp_leitura=timezone.now()-timedelta(hours=i)) for i in range(5)]; print('✓ 5 leituras de Umidade criadas')"

Criar Dados de Nível de Água

python gs_fiap_monitor/manage.py shell -c "from sensores.models import Dispositivo, TipoSensor, LeituraSensor; from django.utils import timezone; from datetime import timedelta; device_id='urn:ngsi-ld:SensorDevice:001'; disp,_=Dispositivo.objects.get_or_create(id_dispositivo_fiware=device_id, defaults={'nome_dispositivo': 'Sensor de Teste 001'}); tipo,_=TipoSensor.objects.get_or_create(nome='waterLevel',defaults={'unidade_medida':'P1','descricao':'Sensor de nível de água'}); [LeituraSensor.objects.create(dispositivo=disp,tipo_sensor=tipo,valor=30+i*5,timestamp_leitura=timezone.now()-timedelta(hours=i)) for i in range(5)]; print('✓ 5 leituras de Nível de Água criadas')"

Resultado esperado: Cada comando criará 5 leituras com timestamps retroativos (últimas 5 horas), permitindo visualizar gráficos e analisar comportamentos em períodos diferentes.

Informações Técnicas

Estrutura de Dados

Modelos Principais

Dispositivo: Representa um sensor físico com identificação única no Fiware, localização geográfica e metadata.

TipoSensor: Especifica o tipo de medição (temperatura, umidade, nível) com unidade de medida.

LeituraSensor: Armazena o histórico de medições com timestamps de leitura e recebimento.

Stack Tecnológico

Componente	Versão	Propósito
Django	5.2.1	Framework web backend
Django REST Framework	3.16.0	API REST
Chart.js	(CDN)	Visualização de gráficos
Leaflet.js	(CDN)	Mapas interativos
TailwindCSS	-	Estilização e responsividade
Fiware Orion	-	Context Broker IoT
WhiteNoise	-	Servimento de arquivos estáticos
Prophet	1.1.7	Previsões (em planejamento)
Scikit-learn	1.6.1	Machine Learning (em planejamento)

Configuração de Arquivos Estáticos

WhiteNoise - Servimento em Produção

Este projeto utiliza WhiteNoise para servir arquivos estáticos em ambiente de produção (quando DEBUG = False). A configuração está incluída em gs_fiap_monitor/settings.py.

O WhiteNoise gerencia arquivos estáticos (CSS, JavaScript, imagens) e não necessita de um servidor web separado para esse fim.

Configurações:

MIDDLEWARE: WhiteNoise está integrado ao middleware do Django
STATICFILES_STORAGE: Utiliza compressão e cache-busting
Dependências: whitenoise e brotlipy (incluídas em requirements.txt)

Comando essencial:

python gs_fiap_monitor/manage.py collectstatic

Execute este comando sempre que alterar arquivos estáticos ou ao deployer a aplicação para garantir que todos os arquivos sejam coletados no diretório STATIC_ROOT.

Limpeza de Dados do Banco (Desenvolvimento)

Para limpar dados durante testes, mantendo a estrutura do banco:

Pare o servidor
Execute:
```
python gs_fiap_monitor/manage.py flush
```
Confirme com yes quando solicitado
(Opcional) Recrie um usuário administrativo se necessário

Name		Name	Last commit message	Last commit date
gs_fiap_monitor		gs_fiap_monitor
templates		templates
.dockerignore		.dockerignore
.gitignore		.gitignore
Dockerfile		Dockerfile
GS2025 - SOFTWAREXP.pdf		GS2025 - SOFTWAREXP.pdf
README.md		README.md
docker-compose.yml		docker-compose.yml
requirements.txt		requirements.txt
video.txt		video.txt

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