TCC Middleware IoT

Objetivo

Projetar um Middleware IoT, com a especificação de desenvolvimento de um portal que reúna as informações e análise de dispositivos IoT de várias fontes diferentes.

Justificativa

Atualmente existem vários dispositivos conectados a rede que estão constantemente mandando informação para a rede. Essas informações chegam em tempos diferentes ou podem ter uma mudança de estado muito rápida, tornando difícil sua análise de maneira manual, tornando viável a criação de uma plataforma que reúna e minere esse dados, entregando a informação pronta para o usuário.

Referencial Teórico

Internet das coisas

Internet das coisas, do inglês internet of things(IOT), é um conceito proposto por Kevin Ashton (ASHTON, 2009), de acordo com ele ”se tivéssemos computadores que soubessem tudo o que há para saber sobre as coisas - usando os dados que eles coletaram sem nossa ajuda - seríamos capazes de rastrear e contar tudo e reduzir muito o desperdício, a perda e o custo. Saberíamos quando as coisas precisassem ser substituídas, reparadas ou recuperadas, e se estavam novas ou ultrapassadas.”. Onde a palavra coisas faz referência a qualquer objeto físico capaz de reunir dados e transmiti-los. Um bom exemplo de objetos que entram nesta definição são veículos, sensores e dispositivos com tecnologia embarcada.

Atualmente a uma ampla variedade de protocolos, domínios e aplicações estão em envolta deste assunto, sendo os principais a tecnologia de identificação por rádio frequência (RFID) e o protocoloMQ Telemetry Transport(MQTT). O RFID é uma tecnologia desenvolvida na segunda guerra mundial para identificar aviões, aliados ouinimigos, a partir de um sinal enviado a um transpônder que podia refletir o sinal enviado ou enviar seu próprio. Já o MQTT é um protocolo de mensagens simples otimizado para redes TCP/IP, que usa o modelo de troca de mensagem Publicador-Subscritor, onde os dispositivos são os publicadores e os usuários são os subscritos, como mostra a Figura 1.

Os sistemas IOT sofrem de alguns maus como a fragmentação da plataforma, falta de um padrão de projeto, grande volume de dados gerados e segurança, tanto das informações geradas, quanto dos dispositivos, devido, em sua maior parte, a simplicidade destes dispositivos, que geralmente exercem apenas uma função.

Big data

O termo big data surgiu, em 1997, para denominar um problema onde um conjunto de dados é muito maior que um disco físico e, devido isso, vários discos são utilizados(Cox; Ellsworth, 1997). Atualmente Big data é uma área de conhecimento responsável pelo estudo de como tratar, analisar e obter informações a partir de grandes conjuntos de dados.

Big data também faz referência ao termo 3Vs, proposto por Doug Laney, em 2001(LANEY, 2001), para denominar um desafio envolvendo aumento de dados quanto a velocidade, volume e variedade. Onde a velocidade se refere a coleta e analise de forma mais rápida e oportuna. O volume é a quantidade escalar que os dados estão sendo coletados e armazenados. Já a variedade é como os dados chegam no banco, que podem chegar tanto da forma semiestruturadas ou não estruturadas, como da forma estruturada normal.

Middeware

O Middleware é um software de gerenciamento de aplicações IoT. Ele age entre os dispositivos e o usuário coletando, armazenando, analisando e disponibilizando os dados de todos os dispositivos conectados a ele, sem a necessidade do usuário conectar em cada dispositivo e fazer a analise por conta própria.

A figura 2 mostra uma arquiteto comum entre os middleware, onde esses são divididos em três partes. A primeira parte consiste na entrada do dispositivo, onde é feito a coleta dos dados e gerenciamento do mesmo. A segunda parte é a de processamento dos dados, é essa parte que o usuário vê e tem acesso a analise dos dados e dos dispositivos. A terceira parte é de segurança, responsável por dar acesso apenas a usuários autenticados(BEHARA, 2019).