Deploying RIOT operating system on a reconfigurable Internet of Things end-device

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Main Author: Ribeiro, Ângelo André Oliveira
Publication Date: 2017
Format: Master thesis
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/1822/61708
Summary: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores
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spelling Deploying RIOT operating system on a reconfigurable Internet of Things end-deviceEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e ComputadoresThe Internet of Everything (IoE) is enabling the connection of an infinity of physical objects to the Internet, and has the potential to connect every single existing object in the world. This empowers a market with endless opportunities where the big players are forecasting, by 2020, more than 50 billion connected devices, representing an 8 trillion USD market. The IoE is a broad concept that comprises several technological areas and will certainly, include more in the future. Some of those already existing fields are the Internet of Energy related with the connectivity of electrical power grids, Internet of Medical Things (IoMT), for instance, enables patient monitoring, Internet of Industrial Things (IoIT), which is dedicated to industrial plants, and the Internet of Things (IoT) that focus on the connection of everyday objects (e.g. home appliances, wearables, transports, buildings, etc.) to the Internet. The diversity of scenarios where IoT can be deployed, and consequently the different constraints associated to each device, leads to a heterogeneous network composed by several communication technologies and protocols co-existing on the same physical space. Therefore, the key requirements of an IoT network are the connectivity and the interoperability between devices. Such requirement is achieved by the adoption of standard protocols and a well-defined lightweight network stack. Due to the adoption of a standard network stack, the data processed and transmitted between devices tends to increase. Because most of the devices connected are resource constrained, i.e., low memory, low processing capabilities, available energy, the communication can severally decrease the device’s performance. Hereupon, to tackle such issues without sacrificing other important requirements, this dissertation aims to deploy an operating system (OS) for IoT, the RIOT-OS, while providing a study on how network-related tasks can benefit from hardware accelerators (deployed on reconfigurable technology), specially designed to process and filter packets received by an IoT device.O conceito Internet of Everything (IoE) permite a conexão de uma infinidade de objetos à Internet e tem o potencial de conectar todos os objetos existentes no mundo. Favorecendo assim o aparecimento de novos mercados e infinitas possibilidades, em que os grandes intervenientes destes mercados preveem até 2020 a conexão de mais de 50 mil milhões de dispositivos, representando um mercado de 8 mil milhões de dólares. IoE é um amplo conceito que inclui várias áreas tecnológicas e irá certamente incluir mais no futuro. Algumas das áreas já existentes são: a Internet of Energy relacionada com a conexão de redes de transporte e distribuição de energia à Internet; Internet of Medical Things (IoMT), que possibilita a monotorização de pacientes; Internet of Industrial Things (IoIT), dedicada a instalações industriais e a Internet of Things (IoT), que foca na conexão de objetos do dia-a-dia (e.g. eletrodomésticos, wearables, transportes, edifícios, etc.) à Internet. A diversidade de cenários à qual IoT pode ser aplicado, e consequentemente, as diferentes restrições aplicadas a cada dispositivo, levam à criação de uma rede heterogénea composto por diversas tecnologias de comunicação e protocolos a coexistir no mesmo espaço físico. Desta forma, os requisitos chave aplicados às redes IoT são a conectividade e interoperabilidade entre dispositivos. Estes requisitos são atingidos com a adoção de protocolos standard e pilhas de comunicação bem definidas. Com a adoção de pilhas de comunicação standard, a informação processada e transmitida entre dispostos tende a aumentar. Visto que a maioria dos dispositivos conectados possuem escaços recursos, i.e., memória reduzida, baixa capacidade de processamento, pouca energia disponível, o aumento da capacidade de comunicação pode degradar o desempenho destes dispositivos. Posto isto, para lidar com estes problemas e sem sacrificar outros requisitos importantes, esta dissertação pretende fazer o porting de um sistema operativo IoT, o RIOT, para uma solução reconfigurável, o CUTE mote. O principal objetivo consiste na realização de um estudo sobre os benefícios que as tarefas relacionadas com as camadas de rede podem ter ao serem executadas em hardware via aceleradores dedicados. Estes aceleradores são especialmente projetados para processar e filtrar pacotes de dados provenientes de uma interface radio em redes IoT periféricas.Gomes, Tiago Manuel RibeiroUniversidade do MinhoRibeiro, Ângelo André Oliveira20172017-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/61708eng202284271info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-05-11T05:21:34Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/61708Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T15:15:52.147878Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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