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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2016.tde-20062016-105809
Document
Author
Full name
Alberto Messias da Costa Souza
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Cugnasca, Carlos Eduardo (President)
Barth, Fabrício Jailson
Gabos, Denis
Maia, Rodrigo Filev
Oliveira, Ivan Carlos Alcântara de
Title in Portuguese
Uma nova arquitetura para Internet das Coisas com análise e reconhecimento de padrões e processamento com Big Data.
Keywords in Portuguese
Big Data
Internet das Coisas
Modelo de referência
Reconhecimento de padrões
Redes de comunicação
Abstract in Portuguese
A Internet das Coisas é um novo paradigma de comunicação que estende o mundo virtual (Internet) para o mundo real com a interface e interação entre objetos. Ela possuirá um grande número de dispositivos heteregôneos interconectados, que deverá gerar um grande volume de dados. Um dos importantes desafios para seu desenvolvimento é se guardar e processar esse grande volume de dados em aceitáveis intervalos de tempo. Esta pesquisa endereça esse desafio, com a introdução de serviços de análise e reconhecimento de padrões nas camadas inferiores do modelo de para Internet das Coisas, que procura reduzir o processamento nas camadas superiores. Na pesquisa foram analisados os modelos de referência para Internet das Coisas e plataformas para desenvolvimento de aplicações nesse contexto. A nova arquitetura de implementada estende o LinkSmart Middeware pela introdução de um módulo para reconhecimento de padrões, implementa algoritmos para estimação de valores, detecção de outliers e descoberta de grupos nos dados brutos, oriundos de origens de dados. O novo módulo foi integrado à plataforma para Big Data Hadoop e usa as implementações algorítmicas do framework Mahout. Este trabalho destaca a importância da comunicação cross layer integrada à essa nova arquitetura. Nos experimentos desenvolvidos na pesquisa foram utilizadas bases de dados reais, provenientes do projeto Smart Santander, de modo a validar da nova arquitetura de IoT integrada aos serviços de análise e reconhecimento de padrões e a comunicação cross-layer.
Title in English
A novel Internet of Things architecture with pattern recognition and big data processing.
Keywords in English
Communications network
Internet of Things
Pattern recognition
Reference model. Big Data
Abstract in English
The Internet of Things is a new communication paradigm in which the Internet is extended from the virtual world to interface and interact with objects of the physical world. The IoT has high number of heterogeneous interconnected devices, that generate huge volume data. The most important IoT challenges is store and proccess this large volume data. This research addresses this issue by introducing pattern recognition services into the lower layers of the Internet of Things reference model stack and reduces the processing at the higher layers. The research analyzes the Internet of Things reference model and Middleware platforms to develop applications in this context. The new architecture implementation extends the LinkSmart by introducing a pattern recognition manager that includes algorithms to estimate parameters, detect outliers, and to perform clustering of raw data from IoT resources. The new module is integrated with the Big Data Haddop platform and uses Mahout algorithms implementation. This work highlights the cross-layer communication intregated in the new IoT architecture. The experiments made in this research using the real database from Smart Santander Framework to validate the new IoT architecture with pattern recognition services and cross-layer communication.
 
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Publishing Date
2016-06-20
 
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  • SOUZA, A. M. C., and AMAZONAS, J. R. A. A Novel Smart Home Application Using an Internet of Things Middleware. In Smart Objects, Systems and Technologies (SmartSysTech), Nuremberg, 2013. Smart Objects, Systems and Technologies (SmartSysTech), Proceedings of 2013 European Conference on.New York : IEEE, 2013. Available from: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6525253&isnumber=6525237.
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