Operação First Breath (ARES POC-01)

A Operação First Breath é a Prova de Conceito zero (POC-01) do projeto ARES (Rede de Resiliência Distribuída e Autônoma). O objetivo primordial desta fase é realizar o “primeiro suspiro” da rede: estabelecer a comunicação via rádio local entre dois microcontroladores ESP32 transmitindo mensagens de texto livres, e garantir que o estado seja tunelado pelo notebook do operador e disponibilizado na nuvem para plotagem em tempo real.\

Nome do Teste & Objetivos

• Identificador Interno: ARES-POC-01
• Codinome do Teste: Operação First Breath (O Primeiro Suspiro)
• Escopo: Comunicação ESP1 (Emissor de Texto) -> ESP2 (Gateway Ingress) -> Notebook (Hotspot / Ingress Handler) -> Túnel WAN -> Nuvem / Dashboard.

Objetivos do Teste

[ ] 1. Validação do Rádio Local: Estabelecer canal sem fio de baixa latência usando protocolo ESP-NOW entre os dois ESP32.

[ ] 2. Ponte IP (Gateway Ingress): Validar a recepção da mensagem de texto via rádio no ESP2 e a tradução para o formato JSON estruturado, cumprindo os requisitos de tradução de protocolo da arquitetura de gateway.

[ ] 3. Tunelamento WAN: Roteamento dos dados através do Hotspot Wi-Fi gerado pelo notebook com repasse via HTTP/MQTT para um endpoint público.

[ ] 4. Exibição no Dashboard: Visualização imediata da frase ou texto enviado diretamente no painel em tempo real na nuvem.

Arquitetura da Solução

1. ESP32-S3 (Nó 1 - Emissor de Mensagem)

• Envia uma string de texto livre arbitrária via subsistema de rádio (ESP-NOW).

2. ESP32-S3 (Nó 2 - Gateway Ingress)

• Recebe a string via ESP-NOW e conecta-se via Wi-Fi ao Hotspot do notebook. Atua como ponte IP, traduzindo as mensagens do protocolo interno para HTTPS/MQTT.

3. Notebook do Operador

• Roteamento Local (ex: faixa de IP 192.168.137.x).
• Script em Python atuando como Ingress Handler para capturar a requisição e encaminhá-la via túnel SSL (ex: ngrok) para a Internet WAN.

4. Sistema na Nuvem / Dashboard

• Ingestão do JSON contendo a mensagem de texto livre.
• Plotagem e exibição do conteúdo textual recebido em tempo real.

Especificação do Payload JSON (ARES Spec v1.0)

O formato dos dados segue a especificação de protocolos e enquadramento do ARES, contendo o cabeçalho de roteamento assíncrono e a telemetria do nó.

JSON

{
  "header": {
    "msg_id": "123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000",
    "source_id": "ARES-NODE-ESP01",
    "destination_id": "BROADCAST",
    "priority": "P4",
    "ttl": 64,
    "timestamp": 1724451305
  },
  "telemetry": {
    "battery_level": 98.2,
    "storage_avail_kb": 2048
  },
  "location": {
    "lat": -29.6842,
    "lon": -53.8069,
    "altitude": 150.5
  },
  "payload": {
    "text_message": "Ola mundo, este e o primeiro suspiro da rede ARES!"
  }
}

Detalhamento dos Campos (Baseado nos Requisitos do ARES)

• header.msg_id: Identificador único de mensagem para deduplicação (RS-09).
• header.source_id: MAC Address ou identificador único do nó de origem.
• header.priority: Fila Preemptiva (P0 para Emergência até P4 para Telemetria normal).
• header.ttl: Time To Live — decrementado a cada salto para evitar loops na rede (RF-NG-12).
• header.timestamp: Carimbo de tempo Unix gerado na emissão do pacote (RF-NG-01).
• telemetry.battery_level: Percentual da bateria, essencial para monitorar o requisito de autonomia de 72h (RS-02).
• location: Georreferenciamento (Lat/Lon/Alt) exigido pelo requisito RS-01.
• payload.text_message: Conteúdo textual livre transmitido pelo dispositivo.

Passo a Passo para Execução

Fase 1: Preparação do Ambiente

[X] Configurar o Hotspot Wi-Fi no Notebook (SSID: ARES_NET_GATEWAY, Senha: AresResilience2026).

[X] Verificar a faixa de IP atribuída pelo Hotspot (ex: 192.168.137.x).

No terminal, rodei um ipconfig para obter o IP

Fase 2: Desenvolvimento do Firmware ESP1 (Emissor de Texto)

[X] Iniciar o projeto na IDE (Arduino / PlatformIO).

[X] Configurar o ESP32 como estação ESP-NOW.

[X] Criar a estrutura em C++ contendo o cabeçalho e a string de texto livre.

[X] Implementar a rotina de envio periódico da mensagem de texto via ESP-NOW a cada 3000 ms.

Fase 3: Desenvolvimento do Firmware ESP2 (Gateway Ingress)

[X] Iniciar o projeto na IDE para o segundo microcontrolador.

[X] Inicializar o receptor ESP-NOW e registrar o MAC Address do ESP1.

[X] Implementar a rotina de conexão Wi-Fi na rede ARES_NET_GATEWAY criada pelo notebook.

[X] Programar a conversão dos dados de rádio recebidos para o formato JSON estruturado com a frase/texto.

[X] Implementar o cliente HTTP/MQTT para realizar o envio (POST) do JSON para o endpoint local do notebook.

Fase 4: Ingress e Nuvem

[X] Desenvolver e iniciar o script receptor em Python no Notebook para atuar como o servidor local de escuta.

[ ] Configurar o repasse dos dados para o painel na nuvem (ex: Adafruit IO, ThingsBoard ou webhook próprio) via túnel HTTP.

[ ] Validar se a mensagem de texto enviada pelo ESP1 aparece corretamente no dashboard do notebook/nuvem.