Proposta de um protocolo de roteamento autoconfigurável para redes mesh em Bluetooth Low Energy (BLE) baseado em proactive source routing

Orientador: Yuzo IanoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A Internet das Coisas (Internet of Things ¿ IoT) visa a criação de ambientes inteligentes como domótica, comunicação intra-veicular e redes de sensores sem fio (Wireless Sensor Network ¿ WSN), sendo que atualmente essa tecnologia vem crescendo de forma rápida. Uma das tecnologias sem fio utilizada para aplicações de curta distância que se encontra mais acessível à população, em geral, é o Bluetooth. No final de 2010, o Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), lançou a especificação Bluetooth 4.0 e, como parte dessa especificação, tem-se o Bluetooth Low Energy (BLE). O BLE é uma tecnologia sem fio de baixíssimo consumo de potência, que pode ser alimentada por uma bateria tipo moeda, ou até mesmo por indução elétrica (energy harvesting). A natureza do Bluetooth (e BLE) é baseada na conexão do tipo Mestre/Escravo. Muitos estudos mostram como criar redes mesh baseadas no Bluetooth clássico, que são conhecidas como Scatternets, onde alguns nós são utilizados como escravos com o objetivo de repassar os dados entre os mestres. Contudo, o BLE não tinha suporte para a mudança entre mestre e escravo até o lançamento da especificação Bluetooth 4.1, em 2013. A capacidade de uma tecnologia sem fio para IoT de criar uma rede ad-hoc móvel (Mobile Ad-hoc Network ¿ MANET) é vital para poder suportar uma grande quantidade de sensores, periféricos e dispositivos que possam coexistir em qualquer ambiente. Este trabalho visa propor um novo método de autoconfiguração para BLE, com descoberta de mapa de roteamento e manutenção, sem a necessidade de mudanças entre mestre e escravo, sendo compatível com os dispositivos Bluetooth 4.0, assim como com os 4.1 e mais recentes. Qualquer protocolo de mensagens pode aproveitar o método proposto para descobrir e manter a topologia de rede mesh em cada um dos seus nósAbstract: Nowadays, the Internet of Things (IoT) is spreading rapidly towards creating smart environments. Home automation, intra-vehicular interaction, and wireless sensor networks (WSN) are among the most popular applications discussed in IoT literature. One of the most available and popular wireless technologies for short-range operations is Bluetooth. In late 2010, the Bluetooth Special Interest Group (SIG) launched the Bluetooth 4.0 Specification, which brings Bluetooth Low Energy (BLE) as part of the specification. BLE characterises as being a very low power wireless technology, capable of working on a coin-cell or even by energy scavenging. Nevertheless, the nature of Bluetooth (and BLE) has always been a connection-oriented communication in a Master/Slave configuration. Several studies exist showing how to create mesh networks for Classic Bluetooth, called Scatternets, by utilizing some nodes as slaves to relay data between Masters. However, BLE didn¿t support role changing until the 4.1 Specification released in 2013. The capability of a wireless technology to create a Mobile Ad-Hoc Network (MANET) is vital for supporting the plethora of sensors, peripherals, and devices that could coexist in any IoT environment. This work focuses on proposing a new autoconfiguring dynamic address allocation scheme for a BLE Ad-Hoc network, and a network map discovery and maintenance mechanism that doesn¿t require role changing, thus being possible to implement it in 4.0 compliant devices as well as 4.1 or later to develop a MANET. Any ad-hoc routing protocol can utilise the proposed method to discover, keep track, and maintain the mesh network node topology in each of their nodesDoutoradoTelecomunicações e TelemáticaDoutor em Engenharia ElétricaCAPE