Proposta de arquitetura para o desenvolvimento de soluções embarcadas de internet das coisas aplicadas em redes elétricas inteligentes

Abstract

As Redes ElétricasInteligentes(Smart Grids)empregam vários dispositivospara monitorar, analisarecontrolaraprópriarede.Essesdispositivossãoimplantadosemgrandequantidade em usinas de energia, centros de distribuição e instalações de consumidores. Uma Smart Grid requer conectividade, automação e rastreamento para tais dispositivos. A Internet das Coisas (IoT) tem sido utilizada para prover esses serviços, contundo, há uma série de desafios a superar. Os principais deles estão relacionados à diversidade de plataformas de hardware e software utilizadas para implementar computadores embarcados que estão mais próximos da infraestrutura da rede elétrica, chamados dispositivos finais. Para reduzir o tempo de desenvolvimento dessas aplicações embarcadas, esta dissertação propõe um middleware IoT, denominado Smart Grids Applications Middleware (SGAM), que visa facilitar a criação de soluções para controle, monitoramento e medição em Redes Elétricas Inteligentes. O middleware SGAM busca disponibilizar um conjunto de funcionalidades que permitirá ao desenvolvedor focar principalmente na regra de negócio da aplicação. Ele também facilitará a portabilidade das soluções criadas entre diversas plataformas de prototipação existentes. Outro fator considerado é a integração com as redes LPWAN provendocomunicaçãobidirecionalàsaplicações.Alémdisso,foipossíveltrafegartamanhos de dados superiores às limitações impostas por estas redes por meio do uso de estratégias de fragmentação no envio dos dados. Dois casos de uso são projetados e o middleware é avaliado por meio de algumas métricas (memória ocupada e tempo de execução). A partir delas são discutidas as principais características da arquitetura implementada. Os resultados apresentados indicam que a proposta de arquitetura do middleware SGAM se mostra promissora para projetar de maneira simples e eficiente aplicações embarcadas para sistemas de controle, monitoramento e medição aplicados em redes elétricas inteligentes