TEI: Infraestrutura e
Aplicações de Internet das Coisas
Código
da disciplina: PINF6073
Carga
horária
semestral: 60 horas (4 créditos)
Horário: quartas-feiras, de 08:00 às
12:00h
Local: CT-VI (prédio do Departamento de
Informática, sala "Aquário")
Para a próxima aula, dia
14/05, discutiremos as PDU de comandos do
802.15.4. Protocolos MAC ficam para outra
data, a ser definida. Falaremos também sobre
algumas questões de pesquisa em IoT.
O avanço das
tecnologias de microeletrônica, comunicação
sem fio e eletrônica digital viabilizou a
construção de nós sensores de baixo consumo,
dotados de capacidade básicas de
sensoreamento, processamento, armazenamento e
comunicação sem fio. Esses nós (ou "motes")
podem ser interligados em rede, segundo um
arranjo topológico qualquer, formando
uma infraestrutura de coleta e
disseminação de dados denominada de Rede de
Sensores sem Fio (RSSF). As Redes de
Sensores sem Fio (RSSF) podem revolucionar a
atividade de sensoriamento em vista do seu
relativo baixo custo, tamanho, flexibilidade
e facilidade de implantação. Por sua vez, a Internet das Coisas
(IoT - Internet of Things) representa
uma nova revolução tecnológica, que
busca promover a interação entre
pessoas e objetos do cotiadiano tendo
por base a tecnologia IP. A IoT
representa um novo conceito de
Internet, que caracteriza a visão de
uma rede global formada por objetos
inteligentes interconectados e
endereçáveis, a partir do uso e
adaptação de protocolos e padrões de
comunicação bem definidos e conhecidos
da Internet atual. Da mesma forma
que os nós sensores de uma
RSSF, neste
novo cenário de Internet do Futuro
objetos do mundo real - ou seja,
coisas ("things")
do dia-a-dia - são embarcados com
capacidades de computação,
sensoriamento e comunicação sem fio, e
integrados à Internet, sendo vistos
pelas aplicações como entidades
autônomas, com comportamento pró-ativo
e conhecimento sobre o contexto
circundante, além de capacidade de
colaboração para alcançar uma meta
comum.
Este curso introduz as áreas de
pesquisa de RSSF e IoT, enfatizando
aspectos de tecnologia, linguagens, arquitetura
de protocolos e cenários
de aplicação.
Metodologia:
Aulas teóricas, seminários e atividades
de laboratório.
Critérios de Avaliação:
Seminários - 40%
Elaboração de projeto final
(aplicação e/ou artigo científico) - 60%
O aluno será considerado aprovado se a
sua Média Final
formaior
ou igual 5,0
(cinco).
Ementa e
Bibliografia:
Ementa:
PARTE 1: REDES DE SENSORES SEM FIO. Padrões e
protocolos de RSSF: o
padrão IEEE 802.15.4. Protocolos do nível MAC.
Protocolos de roteamento. Laboratório
de programação de RSSF.
PARTE 2: INTERNET DAS COISAS. Desafios de
pesquisa. Modelos de Referência. Protocolos M2M.
Plataformas de Middleware. Laboratório de
programação de IoT.
Bibliografia:
Redes de sensores sem fio
Livros
Fundamentals of Wireless
Sensor Networks: Theory and Practice.
Waltenegus Dargie,
Christian Poellabauer,
Wiley Series on
Wireless Communications and Mobile
Computing, John Wiley & Sons, 2010.
Wireless sensor networks.
Ian F. Akyildiz, Mehmet Can Vuran, John
Wiley & Sons, ISBN 978-0-470-03601-3,
2010.
Wireless Sensor Networks:
Technology, Protocols, and Applications. K. Sohraby, D. Minoli, T. Znadi. John Wiley & Sons, 2007.
Protocols and Architectures
for Wireless Sensor Networks. Holger Karl, Andreas Willig. John Wiley & Sons, 2005.
Handbook of sensor networks:
compact wireless and wired sensing systems,
Mohammad Ilyas and Imad Mahgoub (Eds), CRC
Press, ISBN
0-8493-1968-4, 2005.
TinyOS Programming. Philip
Levis and David Gay. 2009.
Periódicos
ACM Transactions on Sensor
Networks, ACM
SIGMOBILE Mobile Computing and
Communications Review, ACM Transactions on
Embedded Computing Systems
IEEE Pervasive Computing, IEEE Transactions on Mobile
Computing, IEEE
Wireless Communication, IEEE Sensors
Journal, IEEE Transactions on Wireless
Communications,
IEEE/ACM Transactions on
Networking, Computer
Networks, Computer
Communications, Communications of the ACM, Wiley InterScience Journal of
Wireless Communications & Mobile
Computing (WCMC),
Conferências científicas:
SenSys - The ACM
Conference on Embedded Networked Sensor
Systems (http://sens
(ys.acm.org)
IPSN - ACM/IEEE
International Conference on Information
Processing in Sensor Networks (http://ipsn.acm.org/)
Pervasive -
http://pervasiveconference.org
UbiComp - ACM International
Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous
Computing (http://www.ubicomp.org)
Bibliografia:Internet
das Coisas
Livros
Jan Holler et al, From Machine-to-Machine to the
Internet of Things: Introduction
to a new age of intelligence. Elsevier 2014, ISBN:
978-012-407684-6
Paulo F. Pires, Flávia C.
Delicato, Thais Batista, Thomas Barros,
Everton Cavalcante e Marcelo Pitanga. "Plataformas
para a Internet das Coisas", Simpósio
Brasileiro de Redes de Computadores e
Sistemas Distribuídos (SBRC 2015),
Minicurso, Vitória (ES), Maio 2015. PDF
<aguarde
...>
Introdução às redes de sensores sem fio
I. F. Akyildiz, W. Su, Y.
Sankarasubramaniam, and E. Cayirci. Wireless sensor
networks: a survey.Computer
Networks, 38:393–422, March 2002.
Chee-Yee Chong, Srikanta P.
Kumar. Sensor
Networks
-
Evolution
Opportunities
and
Challenges. Proceedings of The IEEE,
vol. 91, no. 8, August 2003.
S. Tilak, N.B. Abu-Ghazaleh e
W. Heinzelman. A taxonomy of wireless micro-sensor
network models. Mobile Computing and
Communications Review, Volume 6, Number 2,
April 2002.
D. Culler, D. Estrin, and M.
Srivastava. Overview of Sensor Networks.
IEEE Computer, 37(8), August 2004.
Ian F. Akyildiz, Weilian Su,
Yogesh Sankarasubramaniam, and Erdal Cayirci.
A Survey on
Sensor Networks. IEEE Communications
Magazine, August 2002, p. 102-114.
Loureiro, A. A. F., Nogueira,
J. M. S., Ruiz, L. B., Mini, R. A., Nakamura,
E. F., Figueiredo, C. M. S. Redes de Sensores
sem Fio. XXI Simpósio Brasileiro de Redes de
Computadores (SBRC'03), p. 179-226, Natal, RN,
Brasil. 2003.
Ruiz,
Linnyer
B.;
Correia, Luiz H.; Vieira, Luiz F.; e outros.
Arquitetura de redes de sensores sem
fio. Minicursos do XXII SimpósioBrasileiro de
Redes de Computadores (SBRC'04), Cap. 4, p.
167–218. Gramado, RS, Brasil.
ISBN 85-88442-81-7, 2004.
Marluce R. Pereira, Cláudio L.
de Amorim e Maria Clicia Stelling de Castro. Tutorial
sobre Redes de Sensores. Cadernos do IME
- Série Informática - vol.14, Junho 2003.
Mark A. Perillo and Wendi B.
Heinzelman. Wireless Sensor
Network Protocols, Department of
Electrical and Computer Engineering,
University of Rochester, Rochester, NY, USA.
Jennifer Yick, Biswanath
Mukherjee, Dipak Ghosal, Wireless
sensor network survey, Computer
Networks 52 (2008) 2292–2330, April 2008.
Elhadi Shakshuki, Xinyu Xing,
Haroon Malik,
An Introduction to Wireless Multimedia
Sensor Networks, IGI Global, 2009.
IEEE Standard for Information
technology — Telecommunications and
information exchange between systems — Local
and metropolitan area networks — Specific
requirements, Part 15.4: Wireless Medium Access
Control (MAC) and Physical Layer (PHY)
Specifications for Low-Rate Wireless
Personal Area Networks (WPANs), IEEE
2006.
IEEE P802.15 Working Group for
Wireless Personal Area Networks (WPANs). IEEE 802.15.4
Tutorial, January, 2003.
Luiz, H. A. Correia, Daniel F. Macedo,
Aldri L. dos Santos, José M. S. Nogueira,
Antônio A. F. Loureiro, "Uma
Taxonomia para Protocolos de Controle de
Acesso ao Meio em Redes de Sensores sem Fio",
Relatório Técnico RT.DCC.005/2005.
Departamento de Ciência da Computação,
Universidade Federal de Minas Gerais, 2005.
Demirkol, I.; Ersoy, C.;
Alagoz, F. "MAC
protocols for wireless sensor networks: a
survey", IEEE Communications
Magazine, vol. 44, Issue 4, April 2006, p. 115
- 121.
Koen Langendoen; Andreas
Meier. "Analyzing
MAC Protocols for Low Data-Rate Applications"
ACM Transactions on Sensor Networks (TOSN),
Volume 7 Issue 1, August 2010.
Wei Ye and John Heidemann. "Medium Access
Control in Wireless Sensor Networks",
Computer Networks: The International Journal
of Computer and Telecommunications Networking,
Volume 51 Issue 4, March, 2007, pages 961-994
(also available at USC/ISI
Technical Report ISI-TR-580, October 2003).
Pawel Piotr Czapski. "A Survey: MAC
Protocols For Applications Of Wireless
Sensor Networks", 2006 IEEE Region 10
Conference (TENCON 2006), Hong Kong, China,
14-17 November 2006.
Protocolos de Roteamento
Kemal Akkaya; Mohamed
Younis, "A Survey on Routing Protocolos
for Wireless Sensor Networks", Ad Hoc
Networks, v.3, n.3, p.325-349, 2005.
Jamal Al-Karaki; Ahmed
E. Kamal, "Routing Techniques in Wireless
Sensor Networks: a Survey", IEEE
Wireless Communications, v.11, n.6, p.6-28,
2004.
Shio Kumar Singh et
al., "Routing Protocols in Wireless
Sensor Networks – a Survey",
International Journal of Computer
Science Engineering Survey, v.1, n.12,
November 2010.
Olfa Gaddour; Anis
Koubâa, "RPL in a Nutshell: a Survey",
Computer Networks, v.56,n.14,p.3163-3178,
2012.
RFC 6550, "RPL IPv6
Routing Protocol for Low-Power and Lossy
Networks", March 2012.
Dissertação - Vinicius Barcellos Antunes.pdf
<continua...>
Introdução à Internet das Coisas (IoT -
Internet of Things)
Paulo F. Pires, Flávia C. Delicato,
Thais Batista, Thomas Barros, Everton
Cavalcante e Marcelo Pitanga. "Plataformas
para a Internet das Coisas", Simpósio
Brasileiro de Redes de Computadores e
Sistemas Distribuídos (SBRC), Minicurso,
Vitória (ES), Maio 2015. PDF
<continua...>
Semantic
Sensor Web
Amit Sheth, Cory Henson, and Satya
Sahoo, "Semantic Sensor Web", IEEE
Internet Computing, July/August 2008, p.78-83.
Payam Barnaghi at al., "Sense and
sensability- Semantic Data Modelling for
Sensor Networks", ICT Mobile Summit
Conference Proceedings, 2009.
Payam Barnaghi at al., "Semantics
for the Internet of Things - Early
Progress and Back to the Future",
International Journal on Semantic Web &
Information Systems, Volume 8, Issue 1,
January 2012.
Wang Wei and Payam Barnaghi, "Semantic
Annotation and Reasoning for Sensor Data",
Payam Barnaghi et al. (Eds.): EuroSSC 2009,
LNCS 5741, pp. 66-76, 2009.
Michael Compton et al., "The SSN
ontology of the W3C Semantic Sensor Network
Incubator Group", Journal of Web
Semantics, Volume 17, December 2012, Pages
25-32
Michael Crompton et al., "A Survey
of the Semantic Specification of Sensors",
International Workshop on Semantic Sensor
Networks, Washington DC, October, 2009.
OpenGIS White Paper, "OGC Sensor Web
Enablement: Overview and High Level
Architecture", Editors Mike Botts,
George Percival, Carl Reed, and John Davidson,
2007.
Harshal Patni, Cory Henson, and Amit
Sheth "Linked Sensor Data",
International Symposium on Collaborative
Technologies and Systems, May 17-21, Chicago,
USA, 2010.