Solución de Compresión Basada en Contexto y Plantillas para la Mejora de la Interoperabilidad en Sistemas IoT con Recursos Limitados

El Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT) ha surgido como un paradigma con un amplio número de posibilidades, promoviendo así su adopción en múltiples dominios tecnológicos. El objetivo de IoT es el de interconectar todo tipo de cosas, desde dispositivos simples, como una bombilla o un termostato, a elementos más complejos y abstractos como una máquina o una casa. Detrás de estas cosas se encuentran dispositivos físicos que desempeñan roles específicos de sensor o activador. De manera similar a las cosas, estos dispositivos varían enormemente entre sí, especialmente en las capacidades que poseen y el tipo de tecnologías que utilizan. Esta heterogeneidad genera una gran complejidad en los procesos integración en lo que a la interoperabilidad se refiere, incluyendo la representación de los datos.

Un enfoque habitual para abordar la interoperabilidad en sistemas IoT es el de reutilizar tecnologías de Internet ya consolidadas. Más concretamente, a nivel de representación de los datos, los datos se pueden representar siguiendo un modelo de datos estándar, así como formatos de datos basados en texto, por ejemplo, XML. Sin embargo, normalmente el tipo de dispositivos que se encuentran en sistemas IoT tienen capacidades limitadas, así como recursos de procesamiento y de comunicación escasos. Debido a estas limitaciones no es posible integrar formatos de datos basados en texto de manera sencilla y eficiente en dispositivos y redes con recursos restringidos. Además, esta situación también aplica a tecnologías interoperables que dependen de formatos de datos basados en texto como, por ejemplo, los Servicios Web.

Esta Tesis se centra en una novedosa solución que permite una gestión eficiente de los datos mediante la compresión de los mismos para formatos basados en texto y que están especialmente diseñados teniendo en cuenta las limitaciones de dispositivos y redes con recursos restringidos.

Denominamos a esta solución Context- and Template-based Compression (CTC). CTC mejora la interoperabilidad a nivel de los datos de los sistemas IoT a la vez que requiere muy pocos recursos en cuanto a ancho de banda de las comunicaciones, tamaño de memoria y capacidad de procesamiento. Esta Tesis también especifica una serie de soluciones complementarias que facilitan el despliegue de CTC en redes IoT, así como su integración en aplicaciones orientadas a dispositivos con recursos limitados.

Como aspecto destacable, CTC está diseñado con la interoperabilidad y extensibilidad en mente, por lo que puede ser aplicado a diferentes formatos de datos. En este trabajo presenta la evaluación de la solución propuesta para dos formatos de datos populares, XML y JSON, tanto en entornos reales como en simulados.

Además, los resultados de estas evaluaciones se han contrastado con soluciones actuales de compresión de datos. Los resultados muestran que CTC es un candidato válido para la compresión de datos en despliegues IoT con recursos limitados.