Proposta de gateway para interconexão da próxima geração de protocolos IoT

Abstract

A Internet das Coisas está mudando a forma como as pessoas se relacionam com dispositivos eletrônicos. Nesse contexto, o termo smart é utilizado para designar objetos capazes de realizar ações, dando origem ao segmento de aplicação IoT (Internet of Things) mais difundido atualmente, o smart home. Dentre as principais características da Internet das Coisas está a capacidade de comunicação entre dispositivos e aplicações. A interconexão desses dispositivos é realizada por meio de um sistema intermediário para troca de informações denominado gateway. Esse elemento controla o tráfego de dados e gerencia os elementos da rede de forma centralizada. No ecossistema IoT um dos grandes desafios é a interoperabilidade de sistemas que operam com diferentes protocolos de comunicação. Visando simplificar o desenvolvimento para fabricantes e elevar a compatibilidade dos dispositivos, surge uma aliança entre companhias de setores da indústria e comércio de semicondutores. A CSA, Connectivity Standards Alliance, trabalha no desenvolvimento de um protocolo de comunicação que facilite a integração dos dispositivos IoT. Essa solução, conhecida como Matter promete facilitar o compartilhamento de dispositivos smart home. Pensando na evolução desse cenário, a investigação visa o desenvolvimento do hardware de um gateway capaz de suportar esse novo protocolo. Durante a pesquisa foram destacadas as características do sistema atual em comparação com o dispositivo proposto e destacadas as principais características de arquitetura, hardware e software. Com o intuito de evoluir o sistema existente, que atua como gateway Wi-fi, e buscando expandir as possibilidades no portfólio de produtos, a proposta visa a evolução de hardware desse sistema, apresentando as vantagens do suporte multiprotocolo (Wi-fi, Thread e BLE). O resultado obtido apresenta o desenvolvimento do hardware focado em produto.

Abstract: The Internet of Things is changing the way people interact with electronic devices. In this context, the term smart is used to designate objects capable of performing actions, giving rise to the currently most widespread IoT application thread, the smart home. Among the main features of the Internet of Things is the ability to communicate between devices and applications. The interconnection of these devices is carried out through an intermediary system for exchanging information called gateway. This element controls data traffic and centrally manages network elements. In the IoT ecosystem, one of the major challenges is the interoperability of systems that operate with different communication protocols. Aiming to simplify development for manufacturers and increase device compatibility, an alliance between companies in the semiconductor industry and trade sectors has emerged. CSA is working on the development of a communication protocol that facilitates the integration of IoT devices. This solution, known as Matter promises to make it easier to share smart home devices. Thinking about the evolution of this scenario, the investigation aims to develop the hardware of a gateway capable of supporting this new protocol. During the research apresented and the characteristics of the current system compared to the standard device were highlighted. Hardware and software were also highlighted as main architectural features. In order to evolve the existing system, which acts as a Wi-fi gateway, and seeking to expand the possibilities in the product portfolio, the proposal aims at the hardware evolution of this system, presenting the advantages of multiprotocol support (Wi-fi, Thread and BLE). The result obtained presents the hardware development with a focus on the product.