Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://hdl.handle.net/123456789/10128| Título: | Uma infraestrutura de software para o processamento de fluxos de dados em múltiplas camadas para cidades inteligentes |
| Título(s) alternativo(s): | A software infrastructure for processing data streams in multiple layers for smart cities |
| Autor(es): | SANTOS, Vitor Alan de Lima |
| Palavras-chave: | Processamento de Eventos Complexos; Edge/Fog/Cloud Computing; Blockchain; InterSCity; Cidades Inteligentes Complex Event Processing; Edge/Fog/Cloud Computing; Blockchain; InterSCity; Smart Cities |
| Data do documento: | 14-Ago-2025 |
| Editor: | UFMA |
| Resumo: | Com o crescimento das cidades, crescem também os desafios de gerenciar os recursos disponíveis de forma eficiente. Assim, surge o conceito de Cidades Inteligentes, que integram a tecnologia com sua infraestrutura. Essa integração faz uso da Internet of Things (IoT) para coletar informação de sensores, gerando fluxos de dados que podem ser processados. O Context Data Process Orchestrator (CDPO) surge como resposta ao desafio de processar fluxos de dados gerados por Cidades Inteligentes de forma eficiente e segura. Estendendo a plataforma InterSCity com uma linguagem própria para definir Event Process Networks (EPNs) e com mecanismos de segurança baseados em blockchain para garantir autenticidade, autorização e rastreabilidade dos nós de processamento, o objetivo central do trabalho foi criar uma arquitetura capaz de implantar e atualizar dinamicamente regras de Complex Event Processing (CEP) nas múltiplas camadas edge, fog e cloud, mantendo comunicação segura e desempenho compatível com aplicações de Cidades Inteligentes. Para isso, o CDPO combina um roteamento sensível ao contexto, que direciona fluxos ao nó fog geograficamente mais próximo e uma linguagem declarativa de EPNs que permite reconfiguração, favorecendo evoluibilidade da solução proposta. A arquitetura foi desenvolvida utilizando protocolos seguros de comunicação e microsserviços, com o objetivo de permitir o processamento de eventos complexos com eficiência e segurança. A metodologia envolveu dois estudos de caso simulados no software Simulator of Urban MObility (SUMO): (i) gestão do transporte público, que modelou rotas de ônibus e atrasos no campus da UFMA, utilizando nós edge, fog e cloud; e (ii) monitoramento de vias urbanas, que avaliou a detecção da velocidade média de veículos em tempo real. O middleware registrou todas as detecções corretas de eventos, sem perdas de informação e alcançou acurácia próxima à simulação definida. O tempo entre ocorrência e detecção manteve-se em latência média de 1,816 s (máx. 4 s), enquanto a inserção dos mecanismos de segurança utilizando blockchain acrescentou apenas 147 ms na implantação de regras, demonstrando viabilidade de segurança sem sacrificar desempenho. As principais contribuições incluem: (i) linguagem declarativa de EPNs multicamadas; (ii) extensão que permite Complex Event Processing (CEP) à plataforma InterSCity; (iii) adoção de um modelo de gestão de identidades baseado em blockchain. |
| Descrição: | With the growth of cities, the challenge of managing available resources efficiently arises. Thus, the concept of Smart Cities emerges, integrating technology with urban infrastructure. This integration leverages the Internet of Things (IoT) to collect information from sensors, generating data streams that can be processed. The Context Data Process Orchestrator (CDPO) appears as a response to the challenge of efficiently and securely processing the data streams generated by Smart Cities. It extends the InterSCity platform with its own language for defining Event Process Networks (EPNs) and with blockchain-based security mechanisms to guarantee authenticity, authorization, and traceability of processing nodes. The central objective of this work was to create an architecture capable of dynamically deploying and updating Complex Event Processing (CEP) rules across the edge, fog, and cloud layers, maintaining secure communication and performance compatible with Smart City applications. To achieve this, the CDPO combines context-aware routing—directing flows to the geographically nearest fog node—and a declarative EPN language that permits reconfiguration, fostering the evolvability of the proposed solution. The architecture was developed using secure communication protocols such as MQTT with TLS and HTTPS, and microservices, aiming to enable efficient and secure complex event processing. The methodology involved two case studies simulated in the Simulator of Urban MObility (SUMO): (i) public transportation management, which modeled bus routes and delays on the UFMA campus using edge, fog, and cloud nodes; and (ii) urban road monitoring, which evaluated real-time detection of vehicles’ average speed. The middleware recorded all correct event detections without information loss and achieved accuracy close to the defined simulation. The time between occurrence and detection remained at an average latency of 1.816,s (max. 4,s), while the insertion of security mechanisms using blockchain added only 147,ms to rule deployment, demonstrating the feasibility of security without sacrificing performance. The main contributions include: (i) a multilayer declarative EPN language; (ii) an extension that enables Complex Event Processing (CEP) on the InterSCity platform; (iii) adoption of a blockchain-based identity management model; and (iv) experiments that evaluate performance, scalability, and reliability in real-time urban applications. |
| URI: | http://hdl.handle.net/123456789/10128 |
| Aparece nas coleções: | TCC de Graduação em Ciência da Computação do Campus do Bacanga |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Vitor Alan de Lima Santos.pdf | TCC de Graduação | 1,11 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.