Proposta de um Proxy Manager para a internet das coisas

Abstract

Uma nova revolução está acontecendo: é a Internet das Coisas, uma nova onda de tecnologias onde é possível conectar à Internet objetos do cotidiano de forma inteligente. Dentre estas, uma das mais críticas são as Redes de Sensores sem Fio. Uma Rede de Sensores sem Fio consiste em vários elementos denominados Nós Sensores, os quais coletam grandezas do meio ambiente, tais como luz, temperatura e qualidade do ar, disponibilizando as mesmas para aplicações na Internet, normalmente através de um elemento intermediário denominado gateway. Para o bom funcionamento de uma Rede de Sensores sem Fio, é imprescindível que os elementos que a compõem sejam gerenciados de maneira eficiente. No entanto, há uma escassez de soluções de gerência disponíveis, principalmente quando estas são voltadas para ambientes previamente conhecidos, como prédios comerciais, indústrias, residências e cidades. Esta escassez de ferramentas de gerência é um dos principais fatores que dificultam a implantação maciça de Redes de Sensores sem Fio e, consequentemente, da Internet das Coisas. Sendo assim, a proposta deste trabalho é apresentar uma plataforma de gerenciamento centralizado para Redes de Sensores sem Fio, instaladas em ambientes conhecidos. Conceitualmente, esta plataforma se denomina Proxy Manager, e ficará hospedada no gateway da rede. A mesma é capaz de se comunicar com um Gerente de Rede e outras aplicações localizadas na Internet através de web services, recebendo parâmetros de gerência e disponibilizando dados sumarizados. As funcionalidades do Proxy Manager são divididas em dois focos de gerência: da infraestrutura da rede e da aplicação, as quais são subdivididas nas áreas de gerência de Configuração, Desempenho e Falhas. No trabalho em questão, as funcionalidades implementadas referentes à gerência da infraestrutura da rede foram: configuração do Proxy Manager e dos Nós Sensores; estabelecimento de rotas para os mesmos tendo como base a RSSI (Received Signal Strength Indicator) e o número de saltos para os Nós Sensores; monitoramento de desempenho através da PER (Packet Error Rate); e recuperação de falhas, através do estabelecimento de rotas alternativas e geração de alertas para o administrador da rede. Em relação ao gerenciamento da aplicação, a função implementada foi a de configuração dos sensores, localizados nos Nós Sensores, os quais efetivamente irão coletar os dados. Testes relacionados as funcionalidades implementadas, envolvendo o estabelecimento de rotas, monitoramento do desempenho, recuperação de falhas, coleta de dados pelos sensores e desempenho da plataforma foram realizados, os quais demonstraram que a solução em questão é funcional. Por fim, espera-se que o presente trabalho possa contribuir para o estudo e implementação de novas funcionalidades de gerência e interconexão de Redes de Sensores sem Fio, tanto nesta quanto em outras plataformas, através de trabalhos vindouros.

A new revolution is happening: the Internet of Things, a new wave of technologies where it is possible to connect everyday objects to the Internet. Among these technologies, one of the most criticai is the Wireless Sensor Networks. A Wireless Sensor Network consists of several elements called Sensor Nodes, which collect environmental information such as light, temperature and air quality, providing data to applications on the Internet, usually through an intermediate element called the Gateway. For a Wireless Sensor Network to work properly, it is essential that the elements that make it are managed efficiently. However, there is a shortage of available management solutions, especially when these Wireless Sensor Networks are installed in known environments, such as office buildings, factories, homes and cities. The lack of management tools is one of the main factors that hinder the deployment of Wireless Sensor Networks and consequently the Internet of Things. The purpose of this work is to provide a centralized management platform for Wireless Sensor Networks installed in known environments. Conceptually, this platform is called the Proxy Manager, hosted by the network gateway. The platform is able to communicate with a Network Manager and other applications located on the Internet through web services, receiving management parameters and providing summarized data. The Proxy Manager functionalities are split into two management categories: network infrastructure and application, which in turn are divided into Configuration, Performance and Fault management. In this work, the implemented functionalities relating to the network infrastructure management are: Proxy Manager and Sensor Node configuration; route finding through RSSI (Received Signal Strength Indicator) and number of hops to the Sensor Node; performance monitoring via PER (Packet Error Rate); fault recovery using alternative routes and the generation of alerts to the network administrator. Regarding the application management, the functionality implemented is the sensor configuration, since this will effectively collect the data. Tests of the features implemented were done, involving the establishment of routes, performance monitoring, disaster recovery, data collection and platform performance. The tests showed that the proposed solution is functional. Finally, it is anticipated that this work will contribute to the study and implementation of new management functionalities and Wireless Sensor Networks interconnection.