📋 Sumário
🚀 Sobre o Projeto
Este repositório contém toda a base de conhecimento do projeto de pesquisa para o desenvolvimento de um sistema de coleta de dados em tempo real, análise e comunicação instantânea dos impactos operacionais decorrentes de paradas ou intercorrências na área portuária do Porto do Itaqui, administrado pela EMAP (Empresa Maranhense de Administração Portuária).
O projeto é desenvolvido pelo Instituto Federal do Maranhão (IFMA) — Campus Santa Inês, com o objetivo de modernizar os processos de coleta de informações sobre a movimentação de veículos e equipamentos móveis, substituindo fluxos manuais por análises automatizadas e relatórios em tempo real.
📌 A documentação segue o padrão Google Open Knowledge Format (OKF v0.1) para permitir navegação tanto por desenvolvedores quanto por agentes de IA.
🔍 Problema e Motivação
A operação portuária no Porto do Itaqui é um ambiente de alta complexidade e dinamismo. Atualmente, o registro e a comunicação de intercorrências operacionais enfrentam gargalos críticos:
| Desafio | Descrição |
|---|
| Processos Manuais | Dependência de e-mails e comunicações verbais para reportar paradas de equipamentos |
| Atrasos na Tomada de Decisão | Falta de informações imediatas e estruturadas gera lentidão no realinhamento entre equipes |
| Subutilização de Recursos | Ociosidade de equipamentos e atrasos logísticos por falta de visibilidade em tempo real |
Benefícios Esperados
- 📊 Decisões Baseadas em Dados — Medições precisas de OEE e tempos de ciclo dos ativos móveis
- 🗺️ Otimização de Rotas — Trajetos ótimos para veículos portuários, mitigando congestionamentos internos
- 📡 Comunicação em Tempo Real — Intercorrências registradas e notificadas instantaneamente
- 🔄 Modelo Replicável — Arquitetura aberta que pode servir de referência para outros portos brasileiros
🎯 Objetivos
Objetivo Geral
Desenvolver um sistema de coleta de dados em tempo real, análise e processamento, com registro e comunicação instantânea dos impactos operacionais decorrentes de paradas ou intercorrências na área portuária.
Macroetapas
- Sensoriamento com Geolocalização — Tags de rastreamento com LoRa, BLE e GNSS/GPS
- Monitoramento e Coleta em Tempo Real — Protocolos de comunicação eficientes para telemetria
- Banco de Dados Dedicado — Repositório centralizado de cadastro, sensoriamento e paradas
- Algoritmos Operacionais — Cálculo de OEE e geração de rotas ótimas de tráfego
- Sistema de Notificação — Canais de comunicação em massa para alertas de paradas
- Dashboards Interativos — Interfaces visuais de KPIs para gerência e supervisores
🏗️ Arquitetura do Sistema
O sistema é composto por três camadas que operam de forma integrada:
graph TD
subgraph Camada_de_Borda ["🔌 Camada de Borda (Edge)"]
Tag1["Tags Móveis<br/>(T-Beam / T-Echo / XIAO)<br/>Coleta GPS, BLE, Ultrassom"]
GW["Gateways de Campo<br/>(LoRa32 V2.1)<br/>Recepção LoRa/BLE → Wi-Fi"]
Tag1 -- "LoRa / BLE" --> GW
end
subgraph Servidor_Central ["⚙️ Camada de Processamento"]
DB[("Banco de Dados Relacional<br/>(Cadastro, Telemetria, Paradas)")]
AlgOEE["Algoritmo OEE<br/>(Disponibilidade, Performance, Qualidade)"]
AlgRota["Algoritmo de Rota Ótima<br/>(Estocástico / Tempo Real)"]
GW -- "HTTP / MQTT (Wi-Fi)" --> DB
DB <--> AlgOEE
DB <--> AlgRota
end
subgraph Apresentacao ["📊 Camada de Apresentação"]
DashKPI["Dashboard de Relatórios<br/>(OEE, Produtividade, Ociosidade)"]
DashRota["Interface de Rota Ótima<br/>(Instruções para Operadores)"]
Alert["Sistema de Notificação<br/>(Alertas instantâneos)"]
DB --> DashKPI
AlgRota --> DashRota
DB --> Alert
end
Detalhamento das Camadas
| Camada | Função | Componentes |
|---|
| Borda (Edge) | Coleta de dados nos ativos portuários | Tags móveis (GPS/BLE/Ultrassom) + Gateways LoRa |
| Processamento | Armazenamento e inteligência operacional | Banco de dados relacional + Algoritmos OEE e Roteamento |
| Apresentação | Visualização e alertas em tempo real | Dashboards gerenciais + Sistema de notificações |
🔧 Hardware Utilizado
O projeto avalia e utiliza quatro placas de desenvolvimento com diferentes capacidades de comunicação sem fio:
| Placa | MCU | Comunicação | Diferencial |
|---|
| LILYGO LoRa32 V2.1 | ESP32 | LoRa SX1276 + Wi-Fi + BLE | Display OLED 0.96" + Leitor SD — ideal como Gateway |
| Seeed XIAO nRF54L15 | Arm Cortex-M33 + RISC-V | Bluetooth 6.0 | Ultra compacta (21×17.8mm) — ideal como tag BLE |
| LILYGO T-Beam V1.2 | ESP32 | LoRa SX1276/78 + GPS NEO-6M | GPS integrado + suporte Meshtastic — ideal como tag outdoor |
| LILYGO T-Echo | nRF52840 | LoRa SX1262 + BLE + GPS | Ultra baixo consumo + E-Paper — ideal para monitoramento contínuo |
📅 Macroetapas do Projeto
O projeto tem duração de 2 anos, distribuído em trimestres:
Ano 1 Ano 2
T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4
┌───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┬───────┐
│▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│ │ │ │ │ │ │ Planejamento e Levantamento
│ │▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│ │ │ │ │ │ Infraestrutura e Aquisições
│ │ │▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│ │ │ Protótipos e Maquete 3D
│ │ │▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│▓▓▓▓▓▓▓│ │ │ Desenvolvimento de Software
│ │ │ │ │ │ │▓▓▓▓▓▓▓│ │ Validação e Implantação
│ │▓ ▓ ▓ ▓│▓ ▓ ▓ ▓│ │▓ ▓ ▓ ▓│▓ ▓ ▓ ▓│▓ ▓ ▓ ▓│ │ Congressos e Publicações
└───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┴───────┘
📎 Para o cronograma detalhado por trimestres, consulte timeline.md.
Para o acompanhamento operacional com tarefas rastreáveis, consulte schedule.md.
📁 Estrutura do Repositório
EMAP/
├── README.md ← Este arquivo
├── index.md ← Índice geral da base de conhecimento (OKF)
├── log.md ← Histórico de atualizações do repositório
│
├── objectives/ ← Objetivos e escopo do projeto
│ ├── index.md
│ ├── scope.md ← Objetivo geral e macroetapas
│ └── justification.md ← Contexto operacional e relevância
│
├── organization/ ← Planejamento e equipe
│ ├── index.md
│ ├── timeline.md ← Cronograma geral (2 anos / trimestres)
│ ├── schedule.md ← Cronograma operacional (tarefas rastreáveis)
│ └── team.md ← Equipe executora e currículos Lattes
│
├── hardware/ ← Especificações técnicas de hardware
│ ├── index.md
│ ├── lilygo_lora32.md ← ESP32 + LoRa SX1276
│ ├── lilygo_t_beam.md ← ESP32 + LoRa + GPS
│ ├── lilygo_t_echo.md ← nRF52840 + LoRa SX1262 + E-Paper
│ └── seeed_xiao_nrf54l15.md ← Cortex-M33 + BLE 6.0
│
├── software/ ← Arquitetura de software
│ ├── index.md
│ ├── system_architecture.md ← Fluxo de dados e camadas do sistema
│ └── implementation.md ← Ponte para o MVP funcional (apps/periplus)
│
├── research/ ← Base de pesquisa
│ ├── index.md
│ ├── references.md ← Referências bibliográficas acadêmicas
│ └── links.md ← Links úteis (SDKs, firmwares, APIs)
│
├── experiments/ ← Testes e validações
│ ├── index.md
│ └── indoor_positioning.md ← Mapeamento indoor com ultrassom
│
├── infra/
│ └── supabase/ ← Supabase self-hosted (emap.rynalde.com): camada do compose, e-mails, túnel
│
└── apps/ ← Código executável
├── itaqui-digital/ ← Gêmeo digital do porto (Next.js + AIS + 3D + login)
└── periplus/ ← MVP de rastreamento (firmware + backend)
├── firmware/ ← Sketches das placas (LoRa, BLE CS, celular)
├── bridge/ ← Ponte serial → Supabase (TypeScript)
├── supabase/ ← Migrations e seed do banco
├── web/ ← Mapa Next.js + Leaflet
├── dashboard/ ← Tabelas React + Vite
└── docs/ ← Arquitetura, pinagens, setup, testes
🛠️ Tecnologias e Ferramentas
Comunicação Sem Fio
| Tecnologia | Uso no Projeto | Alcance Típico |
|---|
| LoRa (SX1276 / SX1262) | Transmissão de telemetria de longo alcance | 2–15 km (outdoor) |
| Bluetooth Low Energy (BLE) | Detecção de proximidade entre ativos | 10–100 m |
| GNSS / GPS (NEO-6M / L76K) | Posicionamento outdoor dos veículos | Global |
| Ultrassom | Posicionamento indoor em maquete de testes | 1–5 m |
Protocolos e SDKs
| Ferramenta | Descrição |
|---|
| Meshtastic | Firmware de rede mesh LoRa para T-Beam e T-Echo |
| RadioLib | Biblioteca RF para controle direto dos chips Semtech |
| nRF Connect SDK | SDK Nordic para nRF52840 e nRF54L15 |
| ESP-IDF | Framework IoT da Espressif para ESP32 |
| Zephyr RTOS | Sistema operacional de tempo real para múltiplas MCUs |
Indicadores Operacionais
| Indicador | Fórmula |
|---|
| OEE | Disponibilidade × Performance × Qualidade |
| Disponibilidade | Tempo Operacional Real ÷ Tempo Programado |
| Performance | Velocidade Real ÷ Capacidade Nominal |
| Qualidade | Movimentações Corretas ÷ Total de Movimentações |
👥 Equipe
🌐 Possíveis Submissões
Congresso Internacional de Desempenho Portuário - XII CIDESPORT
- Link de acesso: Clique aqui
- Local: Florianópolis - SC
- Datas no link referente ao ano passado!
📚 Referências Bibliográficas
- SINK, D. S.; TUTTLE, T. C. Planejamento e Medição para Performance. Qualitymark Editora, 1993.
- PALOMINO, R. A Eficiência Global de Equipamentos (OEE) como Indicador em Operações Portuárias. ENEGEP, 2018.
- ABNT. NBR ISO 9001:2015 — Sistemas de Gestão da Qualidade. Rio de Janeiro, 2015.
- COLLYER, M. A.; COLLYER, W. O. Dicionário de Comércio Marítimo. Editora Lutência, 2002.
- SILVA, L. A. T. Logística no Comércio Exterior. Aduaneiras, 2004.
- ALFREDINI, P. Obras e Gestão de Portos e Costas. Editora Edgard Blucher, 2005.
📎 Referências completas com aplicação ao projeto disponíveis em references.md.
📄 Licença
Este projeto é parte de uma pesquisa acadêmica do IFMA em cooperação com a EMAP. Para informações sobre uso e reprodução, entre em contato com os coordenadores do projeto.
