Un diseño flexible de computación en la niebla para aplicaciones de bajo consumo de energía y baja latencia
Autores: Losada, Markos; Cortés, Ainhoa; Irizar, Andoni; Cejudo, Javier; Pérez, Alejandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un diseño flexible de computación en la niebla para aplicaciones de bajo consumo de energía y baja latencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesta de arquitectura de computación en la niebla
LoRa
Estrategias de gestión de energía
Puerta de enlace de IoT
Nodos de sensor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, proponemos una arquitectura flexible de Fog Computing en la que las principales características son que nos permite seleccionar entre dos enlaces de comunicación diferentes (WiFi y LoRa) sobre la marcha y ofrece una solución de bajo consumo de energía, gracias a las estrategias de gestión de energía aplicadas a nivel de hardware y firmware. La arquitectura de Fog Computing propuesta está formada por nodos sensores y una puerta de enlace de Internet de las Cosas (IoT). En el caso de LoRa, tenemos la opción de implementar los servidores LoRaWAN y de Aplicaciones en la nube o en la puerta de enlace de IoT, evitando, en este caso, enviar datos a la Nube. Además, hemos presentado una configuración y metodología específicas con el objetivo de medir el consumo de energía de los nodos sensores y asegurarnos de que haya una comparación justa entre las diferentes alternativas entre los dos enlaces de comunicación inalámbrica seleccionados variando el ciclo de trabajo, el tamaño de la carga útil y el Factor de Esparcimiento (SF). Este trabajo de investigación está en el ámbito del Proyecto Interconecta de STARPORTS, donde hemos desplegado dos nodos sensores en la plataforma marítima de PLOCAN, que se comunican con la puerta de enlace de IoT ubicada en las instalaciones de PLOCAN. En este caso, hemos utilizado comunicaciones LoRa debido a la gran distancia requerida entre la puerta de enlace de IoT y los nodos en la plataforma marítima (en el rango de kilómetros). Este despliegue demuestra que la solución propuesta opera en un entorno real y que es un enfoque de bajo consumo de energía y robusto, ya que está enviando datos a la puerta de enlace de IoT durante más de un año y sigue funcionando.
Descripción
En este documento, proponemos una arquitectura flexible de Fog Computing en la que las principales características son que nos permite seleccionar entre dos enlaces de comunicación diferentes (WiFi y LoRa) sobre la marcha y ofrece una solución de bajo consumo de energía, gracias a las estrategias de gestión de energía aplicadas a nivel de hardware y firmware. La arquitectura de Fog Computing propuesta está formada por nodos sensores y una puerta de enlace de Internet de las Cosas (IoT). En el caso de LoRa, tenemos la opción de implementar los servidores LoRaWAN y de Aplicaciones en la nube o en la puerta de enlace de IoT, evitando, en este caso, enviar datos a la Nube. Además, hemos presentado una configuración y metodología específicas con el objetivo de medir el consumo de energía de los nodos sensores y asegurarnos de que haya una comparación justa entre las diferentes alternativas entre los dos enlaces de comunicación inalámbrica seleccionados variando el ciclo de trabajo, el tamaño de la carga útil y el Factor de Esparcimiento (SF). Este trabajo de investigación está en el ámbito del Proyecto Interconecta de STARPORTS, donde hemos desplegado dos nodos sensores en la plataforma marítima de PLOCAN, que se comunican con la puerta de enlace de IoT ubicada en las instalaciones de PLOCAN. En este caso, hemos utilizado comunicaciones LoRa debido a la gran distancia requerida entre la puerta de enlace de IoT y los nodos en la plataforma marítima (en el rango de kilómetros). Este despliegue demuestra que la solución propuesta opera en un entorno real y que es un enfoque de bajo consumo de energía y robusto, ya que está enviando datos a la puerta de enlace de IoT durante más de un año y sigue funcionando.