Arquitetura base para soluções de Internet das Coisas : aplicações de telemetria e computação na ponta com uso de Microsoft Azure nos modelos de IaaS, PaaS e SaaS

Abstract

A Internet das Coisas, embora seja um termo relativamente novo e com um entendimento muitas vezes difuso, surge no mercado de tecnologia como um agregador de novas soluções, frente as antigas comunicações máquina à máquina e tem se tornando peça fundamental na adição de inteligência aos cenários com necessidade de produtividade, confiabilidade da informação e melhoria de processos. Insumo básico para a Indústria 4.0, IoT é sinônimo de diminuição de custos em medições de serviços aplicados a diversos seguimentos, interligação de departamentos internos e principalmente um elo de conexão com o mundo físico, sem interação humana e consequentemente gerando uma maior confiabilidade dos dados. Este trabalho se posiciona no apoio ao desenvolvimento de soluções de Internet das Coisas e seus desafios em dois cenários comuns e amplamente complexos que são respectivamente a telemetria, onde o foco é envio e recebimento de mensagens de dados e comandos, e o uso de computação na ponta, para uso de inteligência artificial ou processamento em tempo próximo ao real. Estes dois cenários têm diversas variações nas camadas da solução, tecnologias de telecomunicação, protocolos de aplicação, concentradores de mensagens, inteligência artificial, armazenamento de dados, análises dos dados e interoperabilidade. Esta dissertação tem como objetivo definir uma arquitetura de referência para os projetos que façam uso de telemetria e/ou de computação na ponta com uso de computação em nuvem, também definindo as principais camadas, protocolos de comunicação e tecnologias a serem utilizadas nos projetos, com aplicação na nuvem da Microsoft, o Azure. Baseado em uma revisão da literatura exploratória a fim de garantir o estado da arte em arquiteturas e protocolos, seguida por simulações em ambiente de nuvem da Microsoft, este trabalho fará uso de aplicações nas verticais de gestão de infraestrutura e engenharia, controle de frotas de caminhões de lixo e integração de IoT com plantas industriais para suas experimentações. Serão apresentadas as camadas que compõem a uma solução de IoT passando pelo dispositivo, seu enlace de comunicação, protocolos, segurança de comunicação e ingestão de mensagens permitindo para a posterior análise de dados. Arquiteturas possíveis e validadas por uso de dispositivos físicos e simulados compõe os resultados deste trabalho que se irá se utilizar de recursos de simulação em nuvem a fim também de se aplicar uma arquitetura de referência para projetos de telemetria e computação na ponta.