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Projeto de Redes de Computadores (PRC) : Fazenda Inteligente

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Projeto Smart Farm

O projeto será dividido em três entregas, realizadas em três semanas consecutivas, de forma a permitir uma evolução gradual e integrada do trabalho.

Etapa Descrição Data de Entrega
Etapa 01 Necessidades, objetivos e restrições 27/03/2025
Etapa 02 Projeto Lógico 10/04/2025
Etapa 03 Projeto Físico 17/04/2025

Sumário:


Cenário: Fazenda Inteligente "Nova Piratininga"

A fazenda "Nova Piratininga" está implementando um projeto de rede sem fio de missão crítica para permitir o controle eficiente de máquinas agrícolas, monitoramento de rebanho e operação de drones. Qualquer falha na conectividade pode causar riscos graves, como:

  • Máquinas agrícolas desgovernadas, podendo colidir, danificar plantações ou colocar operadores em risco.
  • Drones fora de controle, comprometendo atividades como monitoramento aéreo, pulverização de defensivos e levantamento de dados topográficos.
  • Interrupções no rastreamento do rebanho, dificultando a segurança e logística dos animais, além de inviabilizar o uso de cercas virtuais.
  • Falhas no sistema de irrigação automatizado, podendo levar à perda de safras devido a irrigação inadequada.

⚠️ ATENÇÃO: O projeto da rede sem fio já esta elaborado, não ha necessidade de especificar. O trabalho é focado na infraestrutura de rede.

Infraestrutura e Tecnologias Utilizadas

A fazenda já adquiriu equipamentos para prover conectividade por meio de duas tecnologias principais:

  1. Rede TVWS (White Space Broadband) – Opera nas bandas VHF e UHF, fornecendo cobertura de longo alcance e baixa latência para comunicação entre sensores, máquinas e sistemas de automação.
  2. Rede LTE privada – Voltada para a conectividade móvel dos funcionários, permitindo comunicação via dispositivos celulares e tablets em campo.

As torres de comunicação já foram instaladas conforme o posicionamento no arquivo KML fornecido.

Desafios do Projeto

Os alunos devem projetar a rede considerando os seguintes requisitos:

  • Alta disponibilidade e redundância: A rede deve ser resiliente a falhas, garantindo que a conectividade não seja interrompida. Isso pode incluir redundância em links, balanceamento de carga e mecanismos de failover.
  • Capacidade para tráfego atual: Cada torre de TVWS deve suportar 400 Mbps de tráfego.
  • Escalabilidade: A rede deve ser planejada para permitir um crescimento de até 20x a demanda atual em 10 anos, sem investimentos desnecessários no presente.
  • Segmentação de Rede:
    • A fazenda recebeu a faixa de endereçamento 200.129.0.0/16.
    • Cada torre de TVWS deve suportar 1000 dispositivos.
    • Cada torre LTE deve suportar 250 dispositivos.
    • Os roteadores utilizarão uma rede exclusiva para sua comunicação interna.
    • O sistema de monitoramento deve operar em uma rede privada com endereços não públicos, isolada da infraestrutura principal.

Etapas do Projeto

Etapa 01: Necessidades, Objetivos e Restrições

Nesta primeira etapa os alunos deverão:

  • Levantar e identificar as necessidades e os objetivos do cliente, considerando tanto os aspectos técnicos quanto os de negócio.
  • Elaborar um documento com:
    • Sumário Executivo: Resumo dos principais objetivos e requisitos.
    • Análise do Cliente: Descrição do perfil, necessidades funcionais e não funcionais.
    • Objetivos de Negócio e Técnicos: Destacar metas, restrições e exigências do projeto.
  • Data de entrega: Quinta-feira, 27/03.

Etapa 02: Projeto Lógico

Na segunda etapa os alunos devem desenvolver o design lógico da rede, com base na análise realizada na primeira parte:

  • Criar diagramas lógicos que representem a topologia da rede.
  • Definir esquemas de endereçamento IP, protocolos de roteamento e políticas de segurança.
  • Descrever os fluxos de tráfego e as interconexões lógicas entre os diversos pontos da rede.
  • Comparar a teoria estudada com as demandas identificadas na etapa anterior.
  • Considerar aspectos de escalabilidade, redundância, segurança e desempenho.
  • Data de entrega: Quinta-feira 11/04.

Etapa 03: Projeto Físico

Na terceira e última etapa, o projeto transita para o planejamento físico da rede:

  • Elaborar a topologia física da rede, incluindo a disposição de equipamentos, cabeamento e pontos de distribuição.
  • Detalhar as especificações dos dispositivos (roteadores, switches, servidores etc.) e suas localizações.
  • Desenvolver diagramas físicos que ilustrem a implementação da rede no ambiente real.
  • A especificação dos equipamentos de rede vale 0,5 pontos nesta etapa.
  • Data de entrega: Quinta-feira 17/04.

Pontos de Avaliação

Os projetos serão avaliados com base nos seguintes critérios:

  1. Aderência aos objetivos expostos neste documento
  2. Clareza na identificação das necessidades do cliente e justificativa das escolhas feitas
  3. Qualidade e coerência do projeto lógico
  4. Adequação do endereçamento IP, protocolos e segurança da rede
  5. Escolha e justificativa do roteamento
  6. Capacidade de escalabilidade e planejamento para crescimento futuro
  7. Organização e clareza na apresentação dos diagramas
  8. Adequação do projeto físico à realidade da fazenda
  9. Especificação correta dos equipamentos de rede (0,5 pontos)

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