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Tipo: Dissertação
Título: CoAP-CTX: extensão sensível ao contexto para descoberta de objetos inteligentes em internet das coisas
Título em inglês: CoAP-CTX: A context-aware CoAP extension for smart objects discovery in internet of things
Autor(es): Barreto, Felipe Mota
Orientador: Carvalho, Windson Viana de
Coorientador: Andrade, Rossana Maria de Castro
Maia, Márcio Espíndola Freire
Palavras-chave: Internet das coisas;Descoberta de objetos inteligentes;Sensibilidade ao contexto;CoAP
Data do documento: 2017
Citação: BARRETO, Felipe Mota. CoAP-CTX: extensão sensível ao contexto para descoberta de objetos inteligentes em internet das coisas. 2017. 94 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Resumo: Em um ambiente de Internet das Coisas (IoT), objetos inteligentes estão interligados de modo a permitir a criação de aplicações que permeiam os ambientes do nosso cotidiano (por exemplo, casas, carros, escolas, edifícios). O número desses objetos inteligentes tende a crescer rapidamente nos próximos anos, criando assim uma sobrecarga nas etapas de configuração, controle e uso desses objetos. Por exemplo, em aplicações como as de controle universal de ambientes, esse problema é acentuado, uma vez que essas aplicações têm por objetivo fornecer ao usuário final o controle de todos os objetos inteligentes disponíveis em um determinado ambiente. Serviços de descoberta sensíveis ao contexto tem o potencial de minimizar este problema aplicando filtros contextuais para determinar quais objetos de interesse serão descobertos e estarão disponíveis para o uso. Entretanto, no cenário de IoT, essas soluções ainda são escassas. Desta forma, este trabalho propõe o CoAP-CTX, uma extensão do serviço de descoberta padrão do protocolo CoAP (Constrained Application Protocol) que tem por objetivo dar suporte a uma descoberta sensível ao contexto de objetos inteligentes. O CoAP-CTX combina o interesse e o contexto do usuário com informações contextuais dos objetos inteligentes de modo a permitir a descoberta apenas dos objetos que são relevantes em um determinado contexto. Além disso, objetos inteligentes que não são do interesse do usuário podem entrar em modo de espera, otimizando o uso da rede e de suas baterias. Uma prova de conceito foi implementada em Android para ilustrar o funcionamento do CoAP-CTX e uma avaliação de desempenho foi realizada em um simulador de redes de sensores sem fio. Os experimentos simulados mostraram que o CoAP-CTX consegue reduzir em até 80% o número total de mensagens transmitidas na rede local para um cenário de prédio inteligente. O custo adicional no tempo de descoberta apresentou um aumento de 1 segundo e meio no pior caso, o que indica um tempo ainda aceitável na grande maioria das situações.
Abstract: In the Internet of Things paradigm, smart objects are interconnected to allow the creation of applications that are part of environments of everyday life (e.g., houses, cars, schools and buildings). The number of these smart objects tends to increase in elevate rates in the next years, creating an overload on the process of configuration, control and use of these objects. Solve this problem is even more important on applications such as the ones classified as universal control, because the main goal of these applications is to let the user control all smart objects available for him. Context-aware discovery services have potential to minimize this problem by applying contextual filters to determine which smart objects will be discovered and become available to user. However, in the IoT scenario, these solutions are still scarce. Then, this work proposes the CoAP-CTX, an extension of the built-in discovery service present in the CoAP (Constrained Application Protocol) that aims to provide support to a context-aware discovery of smart objects. The CoAP-CTX matches user’s interest and context with the smart objects state data to discover only of the most relevant smart objects to the user in this context. Additionally, smart objects that are not of the user’s interest go into an idle state, optimizing the network and battery usage. A proof of concept has been implemented on Android to illustrate how CoAP-CTX works and a performance evaluation was performed on a simulator of wireless sensor networks. The experiments have shown that CoAP-CTX can decrease the total number of messages up to 80% in scenarios where a large number smart objects are presents in a generic environment, like working buildings. The overhead of the discovery latency shows a maximum discovery time increase of 1.5 seconds, which represents an acceptable discovery time for the most type of applications.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/30529
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