Análise do protocolo 6LowPAN/RPL para simulação de redes de sensores voltadas sem fio voltadas ao IoT Healthcare utilizando o COOJA/Contiki

Abstract

Devido ao grande crescimento da Internet das Coisas, o avanço das tecnologias de comunicação e a difusão das redes de sensores sem fio, o 6LowPAN, protocolo de utilização do IPv6 para dispositivos IoT, junto ao RPL, responsável pela transmissão e conectividade entre os nodos de uma rede IPv6, tem se mostrado a próxima geração da tecnologia sem fio aplicada junto a sensores, tornando-se um forte candidado a substituir as tecnologias presentes nos hospitais para aquisição de dados de pacientes. Este estudo tem como objetivo analisar diferentes cenários de healthcare utilizando o protocolo 6LowPAN/RPL como principal tecnologia de comunicação de uma rede de sensores sem fio. As simulações destes cenários serão realizadas no simulador para dispositivos IoT do Contiki-OS, COOJA. Foram analizadas quatro diferentes topologias de rede buscando elucidar quais os principais aspectos presentes nas tecnologias utilizadas fazendo assim um estudo comparativo entre as topologias escolhidas. As redes simuladas apresentaram um baixo custo energético e uma ótima conectividade apesar da grande quantidade de nodos presentes na rede, o que vai de encontro com a proposta da tecnologia. Verificou-se também que o principal fator que deve ser levado em consideração ao implemetar o 6LowPAN/RPL em cenários de healthcare é a organização da rede, onde as distâncias entre os nodos, quantidade de nós sink e sender da rede e a disposição destes nós influenciam diretamente no desempenho da rede como um todo.

Due to the big growth of the Internet of Things (IoT), the advance of communication technologies and the spread of wireless sensor networks, 6LowPAN, a protocol for using IPv6 for IoT devices, together with RPL, the responsible for the transmission and connectivity between the nodes of a IPv6 network, has shown to be the next generation of wireless technology applied to sensors, becoming a strong candidate to replace the technologies present in hospitals for patient data acquisition. This study aims to analyze different healthcare scenarios using the 6LowPAN/RPL protocol as main communication technology of a wireless sensor network. The simulations of these scenarios will be carried out in the Contiki-OS simulator for IoT devices, COOJA. Four different network topologies were analyzed seeking to elucidate which are the main aspects present in the technologies used, thus making a comparative study between the chosen topologies. The simulated networks had a low energy cost and excellent connectivity despite the large number of nodes present in the network, which is aligned with the 6lowPAN technology proposal. It was also found that the main factor that should be taken into account when implementing 6LowPAN/RPL in healthcare scenarios is the organization of the network, where the distances between the nodes, the number of sink and sender nodes in the network and the arrangement of these nodes directly influence the performance of the network as a whole.