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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Vinícius Aires Barros
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Estrella, Júlio Cezar (Presidente)
Bittencourt, Luiz Fernando
Carvalho, Heber Lombardi de
Delbem, Alexandre Cláudio Botazzo
Título em português
Uma abordagem para a integração de diferentes fontes de dados provenientes de redes de sensores no contexto de internet das coisas
Palavras-chave em português
Avaliação de desempenho
Internet das coisas
Interoperabilidade
Resumo em português
Internet das Coisas (IoT) tem como principal característica a conexão em rede entre dispositivos como sensores, smartphones e wearables, com a finalidade de coletar informações dos ambientes físicos em que se encontram. Um desafio relacionado é a falta de padronização da comunicação entre dispositivos e de um mecanismo que realiza o processamento, armazenamento e recuperação de dados de forma simplificada, sendo, portanto, um grande desafio a interoperabilidade. Esta dissertação introduz o Internet of Things Data as a Service Module (IoTDSM), uma abordagem que baseia-se no modelo de Data as a Service (DaaS), que tem como objetivo auxiliar a gestão de fontes de dados de sensores heterogêneos, que independem da sua origem, formato ou sistema de banco de dados utilizado. Além disso, é apresentado o Internet of Things Multi-Protocol Message Broker (IoTM2B), uma extensão do IoTDSM que permite a integração com diferentes protocolos de comunicação utilizados em redes de sensores. Neste sentido, para avaliação desta pesquisa foi utilizado a metodologia de avaliação de desempenho, a qual contribuiu para a identificação das limitações dos mecanismos propostos. Além disso, neste trabalho diferentes cenários de avaliação foram conduzidas: (i) avaliação de desempenho do Middleware Global Sensor Network (GSN), que auxiliou na definição dos demais cenários de avaliação abordados; (ii) avaliação de desempenho IoTDSM utilizando diferentes sistemas de bancos de dados (PostgreSQL ou MongoDB) e formatos de dados (JSON ou XML), para o processamento de dados climáticos; (iii) avaliação de desempenho uma estratégia IoTM2B a qual permitiu a integração do IoTDSM com os protocolos HTTP, MQTT e CoAP em um ambiente de comunicação Machine-to-Machine (M2M) e Computação em Nuvem; e, (iv) avaliação de uma arquitetura que realiza a classificação de emoções de usuários em um ambiente de casa inteligente. Por fim, é feito uma discussão sobre os resultados obtidos, além de demonstrar a possibilidade da integração do IoTDSM e IoTM2B com diferentes formatos de dados, estratégias de armazenamento e protocolos de comunicação.
Título em inglês
An Approach for the Integration of Different Data Sources from Sensor Networks in the Internet of Things Context
Palavras-chave em inglês
Internet of things
Interoperability
Performance evaluation
Resumo em inglês
Internet of Things (IoT) has a primary characteristic of the network connection among devices e.g., sensors, smartphones, and wearables, in order to collect information about the physical environments. A related challenge is the non-standardization of communication among devices and a mechanism that performs data processing, storage, and retrieval in a simplified way, hence interoperability a big problem. This thesis introduces the Internet of Things Data as a Service Module (IoTDSM), an approach that is based on the Data as a Service (DaaS) model, which aims to assist the management of heterogeneous sensor data sources, regardless the data source, format or database system utilized. In addition, the Internet of Things Multi-Protocol Message Broker (IoTM2B) is presented, an extension of IoTDSM that allows integration with different sensor networks communication protocols. The performance evaluation methodology was utilized to evaluate this research, which contributed to the identification of the limitations of the proposed mechanisms. Furthermore, different evaluation scenarios were employed: (i) performance evaluation of the Global Sensor Network (GSN), which assisted the execution of the others evaluation scenarios; (ii) performance evaluation of IoTDSM employing different database systems (PostgreSQL or MongoDB) and input/output data formats (JSON or XML) for the processing world wide climatic data; (iii) performance evaluation of IoTM2B strategy which allowed the integration of IoTDSM with the HTTP, MQTT and CoAP protocols in a Machine-to-Machine (M2M) and Cloud Computing environment; and (iv) evaluation of an architecture for emotion recognition on smart home environment. Finally, a discussion is made about the results obtained, besides demonstrating the possibility of the integration of IoTDSM and IoTM2B with different data formats, storage strategies, and communication protocols.
 
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Data de Publicação
2019-10-07
 
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