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Acesso aberto (Open Access)
Testbed de arquiteturas IOT escaláveis para aplicações de sistemas inteligentes
(Universidade Federal do Pará, 2025-10-31) ARAÚJO, João Luiz Pontes de; FONSECA, Wellington da Silva; http://lattes.cnpq.br/5066230825214516; https://orcid.org/0000-0002-1619-5995; ALCÂNTARA NETO, Miércio Cardoso de; BARROS, Fabricio José Brito; CHASE, Otavio Andre; http://lattes.cnpq.br/0549389076806391; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; http://lattes.cnpq.br/6236953777548570; https://orcid.org/0000-0002-8551-2261; https://orcid.org/0000-0003-0246-8339
Esta dissertação apresenta o projeto, a implantação e a avaliação de arquiteturas de Internet das Coisas (IoT) voltadas para aplicações em sistemas inteligentes, por meio de um testbed desenvolvido no contexto do Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora de Materiais Avançados em Energia e Mobilidade aplicados ao contexto amazônico (EMOB-AMAZON). A proposta busca oferecer uma abordagem modular e escalável, baseada em uma arquitetura composta por quatro camadas: física (hardware), middleware, processamento e software. Para isso, foram empregadas tecnologias de virtualização (Proxmox VE) e conteinerização (Docker) na implantação de quatro máquinas virtuais. Três delas foram destinadas à configuração de ambientes de desenvolvimento baseados nas plataformas IoT Dojot, FIWARE e Node-RED, enquanto a quarta foi dedicada à implantação de um sistema de observabilidade e monitoramento, estruturado a partir da stack Prometheus-Grafana, que abrange as ferramentas Prometheus, Grafana, InfluxDB, cAdvisor e Grafana k6. A avaliação da escalabilidade foi conduzida por meio do monitoramento contínuo de métricas técnicas do sistema (CPU, RAM, disco e rede), enquanto a robustez das arquiteturas foi verificada com testes de carga que simularam cenários de verificação, típicos e extremos de uso. Os resultados obtidos revelaram aspectos operacionais e de desempenho relevantes, demonstrando que as plataformas mantiveram níveis aceitáveis de consumo, conforme os recursos de hardware alocados a cada máquina virtual, além de apresentarem estabilidade e latência compatíveis com os cenários simulados e seus respectivos limiares estabelecidos, evidenciando padrões, vantagens e limitações de cada ambiente de desenvolvimento. Por fim, as análises realizadas forneceram subsídios técnicos importantes para a compreensão da escalabilidade e da robustez das arquiteturas IoT implantadas, fundamentando tanto o dimensionamento e direcionamento de cada solução IoT dentro do escopo do projeto quanto a expansão do sistema de observabilidade e monitoramento.