Gateway agnóstica BLE para COAP

Abstract

A tecnologia Bluetooth tem vindo a ganhar um considerável papel na interligação de dispositivos no mundo da Internet das coisas, ironicamente quando se achava que era uma tecnologia condenada ao esquecimento. A última versão definida na norma tem vindo a propor novos modos de transmissão e poupança de energia, duplicação de alcance de transmissão, modos de funcionamento com suporte de mesh, e novas tecnologias de localização dos nós. Este tipo de desenvolvimento não é obviamente independente da massificação da utilização de rádios Bluetooth em dispositivos móveis como portáteis e telefones, mas também na maioria dos gadgets que utilizamos, desde pulseiras de exercício e relógios a auscultadores e até a televisões. Como sempre, a massificação oferece ganhos de escala e baixa o custo da tecnologia. O modo Low Energy incorporado no Bluetooth 4.0, além do modo de transmissão muito mais eficiente em termos energéticos, e por isso adequado à utilização em redes de sensores, trouxe também um novo protocolo de troca de informação entre os peripherals e os centrals de BLE, que normaliza a informação disponibilizada em cada sensor, bem como a estrutura de dados disponível. O trabalho do Bluetooth Special Interest Group incluiu a normalização dos identificadores dos serviços e das características disponibilizados, o que facilita um acesso agnóstico, independentemente de se aceder a um sensor cardíaco ou a um podómetro. Ainda assim, as implementações de BLE disponíveis são completamente dependentes do perfil GATT do sensor, o que impede a reutilização com outro tipo de sensores. O Constrained Application Protocol (CoAP) é um protocolo de transferência de informação muito utilizado na Internet das Coisas, que foi desenvolvido com especial foco na eficiência por ter sido destinado a dispositivos constrangidos em termos de memória e processamento, mas, dadas as tecnologias em que foi baseado (i.e. HTTP, REST), tem tudo para ser agnóstico em termos de modelo de dados, e por isso utilizável com qualquer tipo de sensor. O trabalho proposto consiste no desenvolvimento de uma solução agnóstica de integração de BLE com o mundo da Internet, leve e que possa ser utilizada em redes de sensores genéricos.

Bluetooth technology has been gaining a considerable role in the interconnection of devices in the world of the Internet of Things, ironically when it was thought that it was a technology doomed to oblivion. The latest version defined in the standard has been proposing new transmission and energy saving modes, doubling of transmission range, operating modes with mesh support, and new node location technologies. This type of development is obviously not independent of the widespread use of Bluetooth radios in mobile devices such as laptops and phones, but also in most of the gadgets we use, from exercise bracelets and watches to headphones and even televisions. As always, massification offers gains in scale and lowers the cost of technology. The Low Energy mode incorporated in Bluetooth 4.0, in addition to the much more efficient transmission mode in terms of energy, and therefore suitable for use in sensor networks, also brought a new protocol for exchanging information between peripherals and BLE centrals, which normalizes the information available in each sensor, as well as the available data structure. The work of the Bluetooth Special Interest Group included standardizing the identifiers of the services and features available, which facilitates agnostic access, regardless of whether you are accessing a heart sensor or a pedometer. Even so, the available BLE implementations are completely dependent on the GATT profile of the sensor, which prevents reuse with other types of sensors. The Constrained Application Protocol (CoAP) is an information transfer protocol widely used in the Internet of Things, which was developed with a special focus on efficiency because it was intended for constrained devices in terms of memory and processing, but, given the technologies in which was based (i.e. HTTP, REST), has what it takes to be data model agnostic, and therefore usable with any type of sensor. The proposed work consists in the development of an agnostic solution for integrating BLE with the Internet world, lightweight and that can be used in generic sensor networks.