Smart Comm: um middleware para o suporte à interoperabilidade de dispositivos heterogêneos em smart homes

Abstract

Nos últimos anos tem sido verificado um maior interesse na área acadêmica e indústria com relação a adoção da Internet of Things (IoT) e Smart Homes. Embora existam muitas abordagens relativas a esses ambientes, ainda não existe um consenso comum de tecnologias e nem uma padronização para comunicação entre dispositivos, coleta e processamento de dados gerados pelos mesmos. É baseado nestes desafios que este trabalho tem como proposta o middleware Smart Comm. Este cenário de software foi concebido para a viabilização de interoperabilidade entre dispositivos heterogêneos dentro de ambientes IoT, com ênfase em Smart Homes. O Smart Comm foi desenvolvido em uma arquitetura utilizando microsserviços e visando a utilização de um paradigma de Fog Computing para armazenamento e processamento dos dados. Foram realizados testes com dispositivos utilizando os protocolos Bluetooth LE, ZigBee e Wi-Fi, de maneira isolada e em conjunto para medir a interferência gerada. Os dados gerados pelo ambiente experimental mostraram que embora em alguns casos a média de tempo de resposta tenha crescido em até 26%, na maioria dos testes os valores encontrados nos testes isolados e de interoperabilidade permaneceram próximos. Com uma porcentagem de timeouts de 0,02% e de 0,014% de pacotes inválidos, considera-se viável a utilização o Smart Comm para um ambiente conforme o simulado.

Abstract : In the research it has been noticed a large interest in academia and industry related to the adoption of Internet of Things (IoT) and Smart Homes. Although there are many approaches to these environments, there is still no common consensus on technology and no standards for device-to-device communication, data collection and processing. It is based on these challenges that this work proposes the Smart Comm middleware. This software environment is designed to enable interoperability between heterogeneous devices within IoT environments, focused on Smart Homes. Smart Comm was developed in an architecture using microservices aiming the use of a Fog Computing paradigm for data storage and processing. Tests were performed with devices using the Bluetooth LE, ZigBee and Wi-Fi protocols, first isolated and then together to measure the interference generated. The data generated by the experimental environment showed that although in some cases the average response time increased by up to 26%, in most tests the values found in both scenarios remained close. With a timeouts percentage of 0.02% and 0.014% of invalid packets, the use of Smart Comm in a environment like the simulated one was considered feasible.