Titulo Estágio
Segurança e resiliência para suporte a aplicações IoT críticas
Áreas de especialidade
Comunicações, Serviços e Infraestruturas
Sistemas Inteligentes
Local do Estágio
CISUC
Enquadramento
As tecnologias de comunicação em ambientes IoT estão progressivamente a evoluir no sentido de permitirem suportar aplicações críticas, em particular aplicações que necessitem de ambientes de comunicação com latência e resiliência controlada, garantias essenciais para suportar aplicações IoT em áreas tais como o controlo industrial ou smart cities, entre muitas outras. Neste contexto, refira-se o método TSCH (Time Slotted Channel Hopping) presente no IEEE 802.15.4e, uma norma desenhada para suportar comunicações sem fios entre dispositivos IoT (sensores) com grandes restrições computacionais e de energia. A utilização do TSCH com IEEE 802.15.4e permite, só por si, que a rede se adapte e seja na realidade proativa em relação a situações que indiciam vir a impactar negativamente no seu desempenho e latência controlada, aspetos que a comprovarem-se podem comprometer os próprios objetivos da aplicação.
Objetivo
O trabalho a desenvolver pelo aluno enquadra-se no desenvolvimento de técnicas de adaptação dinâmica da forma como o TSCH é usado para oferecer, à aplicação, comunicações com resiliência e latência controlada. Tal como referido anteriormente, o TSCH (Time Slotted Channel Hopping) está presente no IEEE 802.15.4e, uma norma desenhada para suportar comunicações sem fios entre dispositivos IoT (sensores) com grandes restrições computacionais e de energia. A investigação a desenvolver no presente Estágio visa adaptar dinamicamente a forma como a rede se estrutura ao nível da camada MAC com recurso às técnicas definidas no TSCH, no contexto de comunicações IoT com recurso ao IEEE 802.15.4e. O aluno dispõe, desta forma, da oportunidade de trabalhar numa área aliciante do ponto de vista da engenharia e investigação, no contexto das novas tecnologias de comunicação e segurança para uma classe importante de aplicações IoT: as suportadas por redes low-power. É de realçar, para além dos objetivos anteriores, o carácter de investigação do Projeto, pelo que se pretende que os resultados alcançados possam ser publicados em Conferências ou Revistas Internacionais da especialidade.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
Durante o primeiro semestre pretende-se que o aluno se enquadre na área das comunicações IoT em redes de sensores de baixa energia, bem como com os mecanismos definidos no TSCH. Como resultado final do trabalho a desenvolver durante o primeiro semestre, o aluno deverá construir uma arquitetura experimental e delinear os objetivos das soluções a implementar e avaliar na segunda parte do trabalho a desenvolver. De forma mais detalhada, os objectivos do primeiro semestre são os seguintes:
1. Estudo do estado da arte referente ao IEEE 802.15.4e e TSCH.
2. Construção de uma arquitetura experimental e de desenvolvimento, com base nos equipamentos e simuladores necessários à validação dos mecanismos de adaptação a desenvolver.
3. Proposta de novos mecanismos de adaptação do scheduling para conferir às comunicações garantias de latência controlada.
4. Identificação dos testes a efetuar para validação dos mecanismos propostos, no contexto de aplicações críticas IoT.
5. Elaboração da documentação (em cada uma das fases) e relatório intermédio de estágio.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
Durante o segundo semestre, o aluno terá a oportunidade definir, implementar e avaliar os mecanismos propostos. De forma mais detalhada, os objectivos para o segundo semestre são os seguintes:
1. Implementação dos mecanismos com recurso à arquitetura experimental e de desenvolvimento construída anteriormente.
2. Avaliação inicial dos mecanismos em ambiente Laboratorial.
3. Produção de propostas científicas a submeter a conferenciais ou revistas internacionais nas áreas de IoT, segurança e aplicações críticas.
4. Elaboração da documentação (em cada uma das fases) e relatório final de estágio.
Condições
O aluno irá desenvolver o seu trabalho nas instalações do Laboratório de Comunicações e Telemática do CISUC, onde disporá de um local de trabalho fixo bem como de todos os recursos necessários. O presente trabalho poderá ser apoiado por Bolsa de Investigação, os alunos interessados deverão contactar o orientador para mais informações.
Observações
Para qualquer dúvida ou esclarecimento por favor contacte o docente Jorge Granjal (jgranjal@dei.uc.pt, gab. D 3.22)
Orientador
Jorge Granjal
jgranjal@dei.uc.pt 📩