Análise da Viabilidade de rede IP com nRF24L01+

Neste estudo é documentado um conjunto de testes que visam verificar a viabilidade da implementação do protocolo IP utilizando um rádio nRF24L01+. O protocolo IP é a base de comunicação adotada pela Internet e pela grande maioria dos computadores. Com base nisso faz todo o sentido trazer o IP até aos dispositivos com pouco recursos, por exemplo: rede se sensores que já são parte integrante da Internet das coisas, possam enviar e receber dados através do mesmo, possibilitando assim a utilização de outros protocolos mais sofisticados como o MQTT. O estudo apresentado na dissertação é, de alguma forma, pioneiro já que o levantamento do estado da arte indicou que, dos vários projetos de investigação analisados, que recorrem ao nRF24L01+ para assegurar as comunicações rádio, nenhum deles tentou usar o protocolo da Internet ou sequer avaliar essa possibilidade De forma a avaliar a viabilidade do uso do protocolo da Internet em dispositivos que incluam o rádio nRF24L01+ no mundo real (e não em ambiente simulado), foram desenvolvidos módulos que incluem um nRF24L01+ ligado a um Arduino Nano, e as bibliotecas de software do autor TMRh20, disponibilizadas sob o formato de código aberto e com licenciamento GPL-2.0. Os módulos foram alvo de testes de fiabilidade, robustez na comunicação e capacidade máxima de comunicar à distância sem fios e foi implementada uma arquitetura que simula uma implementação real utilizada no contexto da Internet das Coisas, fazendo uso das mais recentes tecnologias como MQTT, Node-RED, InfluxDB e Grafana. Toda a estrutura serviu para criar um ambiente que gerasse dados intensivamente, dados esses que foram registados temporalmente para que fosse possível obter respostas sobre tempos de latência, falhas ou duplicações no envio de mensagens. Durante o processo foram analisadas diferentes formas de alimentar o rádio nRF24L01+ e conseguiu-se apurar a melhor forma de tirar o máximo partido do mesmo, garantido assim uma maior estabilidade na comunicação. Em análise, os testes comprovaram ser possível utilizar IP numa configuração nRF sem perdas de potência, mantendo os níveis de consumo e distâncias equivalentes a uma comunicação sem IP, com as vantagens de ser possível implementar um rede em Malha a enviar e receber mensagens via MQTT, sendo que a única desvantagem encontrada é a dos cerca de 16kb que o firmware requer de memoria flash e o consumo de memoria a rondar os 68% no caso do Arduino Uno/Nan