O TerraFarming é um sistema de agricultura inteligente que utiliza IoT, análise de dados e inteligência artificial para otimizar as práticas agrícolas. O sistema coleta dados de sensores de umidade do solo, temperatura do solo, luminosidade, umidade do ar e temperatura do ar, envia para o IoT Core, invoca os lambdas que invoca os modelos de inteligencia artificial do Amazon Bedrock e fornece recomendações personalizadas para os agricultores através dos API Gateways para a aplicação web moderna, provisionada no ECS e disponibilizada pelo Route53 na web.
Este repositório contém o código para os microserviços e funções Lambda do aplicativo TerraFarming, junto com a configuração da infraestrutura AWS usando Terraform. O TerraFarming é um aplicativo de agricultura inteligente que utiliza inteligência artificial para fornecer recomendações aos agricultores com base em métricas do solo e condições climáticas.
- Alguns Recursos ainda serão implementados no futuro
Componentes Principais
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AWS IoT Core
- Função: Plataforma para conectar e gerenciar dispositivos IoT.
- Uso no TerraFarming: Gerencia a conexão e os dados dos sensores agrícolas.
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AWS Lambda
- Função: Executa código serverless para as funções de fulfillment e lógica de negócios.
- Uso no TerraFarming: Processa solicitações dos usuários, realiza cálculos e interage com outros serviços AWS.
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Amazon API Gateway
- Função: Gerencia e roteia as requisições da API.
- Uso no TerraFarming: Direciona as solicitações dos usuários para os serviços apropriados.
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AWS Bedrock
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Função: Plataforma de IA generativa que oferece acesso a múltiplos modelos de linguagem e imagem de ponta.
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Uso no TerraFarming: Fornece capacidades avançadas de IA para várias aplicações agrícolas.
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Modelos utilizados: A. Claude
- Uso: Geração de recomendações detalhadas e análise de texto complexo.
- Aplicações:\
- Elaboração de planos de tarefas personalizados baseados em dados agrícolas.\
- Interpretação avançada de dados de sensores para insights acionáveis.\
- Geração de relatórios detalhados sobre condições da safra e previsões de produtividade.\
- Assistente virtual para agricultores, capaz de responder perguntas complexas sobre práticas agrícolas.
B. Jurassic Mid
- Uso: Processamento de linguagem natural e geração de texto eficiente.
- Aplicações:\
- Criação de resumos concisos de grandes volumes de dados agrícolas.\
- Geração de alertas contextualizados baseados em condições específicas do campo.\
- Tradução e adaptação de informações técnicas para linguagem acessível aos agricultores.\
- Automação de comunicações rotineiras, como atualizações de status e lembretes de tarefas.
C. Stable Diffusion
- Uso: Análise sofisticada e geração de imagens relacionadas à agricultura.
- Aplicações:\
- Processamento avançado de imagens do campo para identificação precoce de doenças e pragas.\
- Detecção automatizada de problemas nas plantações, como estresse hídrico ou deficiências nutricionais.\
- Geração de visualizações preditivas do desenvolvimento da safra baseadas em dados atuais.\
- Criação de imagens ilustrativas para relatórios e materiais educativos sobre práticas agrícolas.
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Integração no TerraFarming: Estes modelos trabalham em conjunto para fornecer uma solução completa de IA para agricultura, combinando análise textual, processamento de linguagem natural e visão computacional para otimizar todas as facetas da produção agrícola.
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Esta explicação expandida do AWS Bedrock destaca como cada modelo específico (Claude, Jurassic Mid e Stable Diffusion) é utilizado no contexto do TerraFarming, fornecendo exemplos concretos de suas aplicações na agricultura de precisão.
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Amazon DynamoDB
- Função: Banco de dados NoSQL altamente escalável.
- Uso no TerraFarming: Armazena dados não-relacionais, como informações de sensores e perfis de usuários.
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Amazon ECR
- Função: Registro de contêineres.
- Uso no TerraFarming: Armazena, gerencia e implanta imagens de contêineres Docker.
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Amazon SNS
- Função: Serviço de notificações.
- Uso no TerraFarming: Envia alertas e notificações push para os usuários.
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Amazon SES
- Função: Serviço de e-mail.
- Uso no TerraFarming: Envia e-mails transacionais e relatórios aos usuários.
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AWS Certificate Manager
- Função: Gerenciamento de certificados SSL/TLS.
- Uso no TerraFarming: Provisiona, gerencia e implanta certificados para conexões seguras.
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Amazon CloudFront
- Função: Rede de entrega de conteúdo (CDN).
- Uso no TerraFarming: Distribui conteúdo estático e protege contra ataques DDoS.
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Amazon Route 53
- Função: Serviço de DNS e roteamento de tráfego.
- Uso no TerraFarming: Gerencia o DNS do aplicativo e implementa estratégias de failover.
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Amazon Cognito
- Função: Serviço de autenticação e gerenciamento de identidade.
- Uso no TerraFarming: Gerencia a autenticação e autorização dos usuários.
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AWS KMS
- Função: Serviço de gerenciamento de chaves.
- Uso no TerraFarming: Gerencia chaves de criptografia para proteger dados sensíveis.
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AWS Shield e WAF
- Função: Serviços de segurança e firewall de aplicações web.
- Uso no TerraFarming: Protege contra ataques DDoS e ameaças web.
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AWS Config
- Função: Serviço de avaliação, auditoria e avaliação de conformidade.
- Uso no TerraFarming: Monitora a conformidade da configuração dos recursos AWS.
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AWS CloudTrail
- Função: Serviço de auditoria e logging.
- Uso no TerraFarming: Registra todas as atividades da conta AWS para fins de auditoria.
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Amazon QuickSight
- Função: Serviço de business intelligence.
- Uso no TerraFarming: Cria visualizações e dashboards interativos para análise de dados agrícolas.
Detalhamento dos Componentes
- AWS IoT Core
- Gerencia a conexão dos sensores de umidade do solo
- Configurado para receber leituras de umidade em intervalos específicos:
- Coleta 10 leituras de umidade consecutivas
- Calcula a média dessas 10 leituras
- Envia a média para processamento
- Aguarda por duas horas antes de iniciar o próximo ciclo de leituras (se configurado assim pelo agricultor)
Regras do IoT Core:
- UmidadeMediaRule
- Trigger: Recebimento da média de umidade após 10 leituras
- Ação: Encaminha os dados para processamento via Lambda
- ConfiguracaoLeituraRule
- Permite que o agricultor configure o intervalo entre os ciclos de leitura (padrão de 2 horas)
- Amazon DynamoDB
- MoistureHistory: Armazena histórico de leituras de umidade
- MoistureAverages: Armazena médias de umidade calculadas
- TaskPlans: Armazena planos de tarefas gerados
- ImageAnalysis: Armazena resultados de análises de imagens
- Videos: Armazena metadados e URLs de vídeos processados
- Amazon Bedrock
O Amazon Bedrock é utilizado para análises avançadas e geração de recomendações personalizadas. Três modelos são empregados:
- Claude
- Uso: Geração de recomendações detalhadas e análise de texto complexo
- Aplicações: Elaboração de planos de tarefas, interpretação de dados de sensores
- Jurassic Mid
- Uso: Processamento de linguagem natural e geração de texto
- Aplicações: Criação de resumos de dados, geração de alertas contextualizados
- Stable Diffusion
- Uso: Análise e geração de imagens
- Aplicações: Processamento de imagens do campo, detecção de problemas nas plantações
- Amazon CloudWatch
- Monitoramento de todos os componentes do sistema
- Configuração de alarmes para condições críticas
- Amazon ECS (Elastic Container Service)
- Hospeda a aplicação web do TerraFarming
- Gerencia os containers Docker da aplicação
- Configurado com auto-scaling para lidar com variações de carga
- Amazon ECR (Elastic Container Registry)
- Armazena as imagens Docker da aplicação web
- Elastic Load Balancing
- Distribui o tráfego entre os containers da aplicação web
- Garante alta disponibilidade e escalabilidade
- Amazon Route 53
- Gerencia o DNS para o domínio da aplicação web
- AWS Certificate Manager (ACM)
- Fornece e gerencia o certificado SSL/TLS para a aplicação web
Arquitetura do Sistema
json
Copiar
[IoT Devices] --> [IoT Core] --> [Lambda Functions]
|
v
[Bedrock] --> [DynamoDB]
|
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v
[API Gateway]
|
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v
[ECS (Web App)]
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v
[Load Balancer] <---> [Route 53]---------> Usuário (internet)
|
v
[ACM Certificate]
- Docker
- AWS CLI configurado
- Terraform instalado
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Clone o repositório:
sh
Copiar código
git clone https://github.com/seu-usuario/TerraFarmingparking.git cd TerraFarmingparking -
Configure suas credenciais AWS e inicialize o Terraform:
sh
Copiar código
cd terraform terraform init -
Aplique a configuração do Terraform:
sh
Copiar código
terraform apply -
Construa e envie as imagens Docker para o ECR:
sh
Copiar código
cd scripts ./build_and_push.sh
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