Desenvolvimento de uma aplicação IoT utilizando CoAP e DTLS para telemetria veicular

Abstract

A utilização da tecnologia de IoT nos mais diversos ambientes tem crescido muito nos últimos anos. A grande quantidade de dispositivos em rede tem trazido problemas devido a escalabilidade de sistemas e tráfego de dados gerado. No entanto, outro problema que requer atenção é a implantação de mecanismos de segurança para garantir a privacidade dos usuários destes sistemas. Devido ao seus recursos restritivos, os dispositivos IoT necessitam de mecanismos especiais para a proteção dos dados. Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo sobre os dois principais protocolos propostos para tratar o problema de comunicação em ambientes IoT, CoAP e MQTT. Para a validação do modelo, foi implementada uma aplicação IoT no contexto de telemetria veicular, fazendo uso do protocolo CoAP com DTLS para fazer a comunicação entre os dispositivos e garantir a segurança na troca de mensagens. Esta aplicação simulou a coleta de dados de sensores de um veículo, transmitindo estes dados para um outro dispositivo IoT para processamento via rede sem fio, compreendendo uma abordagem M2M. Os dados são coletados e processados em tempo real, então é importante que os protocolos trabalhem de maneira rápida e eficiente, para garantir maior precisão da análise. Por fim, experimentos foram realizados utilizando a aplicação desenvolvida, mensurando os tempos de processamento e o consumo de energia dos protocolos CoAP e DTLS. O presente trabalho apresentou resultados satisfatórios em relação à mensuração dos tempos de processamento e consumo energético, apresentando comparações quantitativas entre as principais cipher suites utilizadas no protocolo DTLS e o seu impacto na comunicação.

The use of IoT technology in the most diverse environments has grown a lot in recent years. The large number of networked devices has brought problems due to the scalability of systems and the data traffic generated. However, another problem that requires attention is the implementation of security mechanisms to guarantee the privacy of the users of these systems. Due to their constrained characteristics, IoT devices require special mechanisms for data protection. This work aimed to carry out a study on the two main protocols proposed to address the communication problem in IoT environments, CoAP and MQTT. For the validation of the model, an IoT application was implemented in the context of vehicular telemetry, using the CoAP protocol with DTLS to communicate between devices and ensure security in the exchange of messages. This application simulated the collection of sensor data from a vehicle, transmitting this data to another IoT device for processing via wireless network, comprising an M2M approach. The data is collected and processed in real time, so it is important that the protocols work quickly and efficiently, to ensure greater accuracy of the analysis. Finally, experiments were performed using the developed application, measuring the processing times and energy consumption of the CoAP and DTLS protocols. The present work presented satisfactory results in relation to the measurement of processing times and energy consumption, presenting quantitative comparisons between the main cipher suites used in the DTLS protocol and their impact on communication.