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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31686| Título: | Arquitetura IoT de alta disponibilidade utilizando MQTT-SN e RIOT-OS |
| Título(s) alternativo(s): | High availability IoT architecture using MQTT-SN and RIOT-OS |
| Autor(es): | Prando, Gabriel |
| Orientador(es): | Denardin, Gustavo Weber |
| Palavras-chave: | Internet das Coisas Redes de sensores sem fio IEEE 802.11 (Normas) Redes de computadores - Protocolos Internet of things Smart power grids IEEE 802.11 (Standards) Protocolos Computer network protocols |
| Data do documento: | 22-Jun-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | PRANDO, Gabriel. Arquitetura IoT de alta disponibilidade utilizando MQTT-SN e RIOT-OS. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2023. |
| Resumo: | O trabalho aborda o planejamento, implementação, validação e testes de uma arquitetura de comunicação para Internet das Coisas (IoT) que utiliza o protocolo MQTT-SN e o sistema operacional de tempo real RIOT. Propõe-se criar uma rede de sensores em estilo árvore, com múltiplos gateways, utilizando o protocolo de roteamento RPL para definir a melhor rota e o melhor gateway para um dispositivo enviar dados. No desenvolvimento da arquitetura, emprega-se a pilha de protocolos de rede RPL para roteamento e placas com rádio 802.15.4, embora rádios como LoRa, Bluetooth e Zigbee também possam ser utilizados na rede RPL. Aborda-se a integração do MQTT-SN com o RIOT e implementa-se um gateway para traduzir mensagens MQTT-SN para MQTT, permitindo a comunicação com serviços baseados na web. Para tal arquitetura, desenvolve-se um cliente final, que possui uma série de regras para retentativa ou reconexão com gateway, baseado em métricas da rede RPL. Implementa-se também um servidor socket no roteador de borda para a descoberta do endereço do gateway e realizam-se configurações de rede e rotas IPv6. Para testar e validar a arquitetura, utiliza-se o FIT IoT-LAB, uma plataforma que fornece infraestrutura real de dispositivos IoT para testes. Como resultado, observa-se que a arquitetura é eficaz e robusta, os clientes finais conseguem se reconectar a outros gateways em caso de indisponibilidade no gateway que estão conectados, demonstrando resiliência e garantindo alta disponibilidade. |
| Abstract: | The study addresses the planning, implementation, validation and testing of a communication architecture for the Internet of Things (IoT) using the MQTT-SN protocol and the real-time operating system RIOT. It proposes creating a tree sensor network with multiple gateways, utilizing the RPL routing protocol to define the best route and the best gateway for a device to send data. In the development of the architecture, the RPL network protocol stack is used for routing and boards with 802.15.4 radio, though radios like LoRa, Bluetooth, and Zigbee can also be used in the RPL network. It discusses the integration of MQTT-SN with RIOT and implements a gateway to translate MQTT-SN messages to MQTT, enabling communication with web-based services. For this architecture, a final client is developed, which has a set of rules for retrying or reconnecting with the gateway based on RPL network metrics. A socket server is also implemented on the edge router for discovering the gateway address, and network configurations and IPv6 routes are set up. To test and validate the architecture, FIT IoT-LAB is utilized, a platform that provides real IoT device infrastructure for testing. As a result, it is observed that the architecture is effective and robust, and the final clients can reconnect to other gateways in case of unavailability in the gateway they are connected to, demonstrating resilience and ensuring high availability. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31686 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia de Computação |
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