Process oriented approach for configuring IoT environments and applications

Abstract

The Internet of Things (IoT) is a paradigm that consists of heterogeneous devices with ca pabilities of sensing, acting, processing, communication, networking, and storage. These devices are highly interconnected to reach a common goal – making people’s life easier. In Smart Factories, for example, highly automated production processes can be enabled leading to more efficiency and reduced costs. In the IoT, communication and continu ous transmission of collected data are conducted through standardized Internet protocols. Well-known applications of the IoT include Smart Homes, Smart Factories, or Smart Cities. Nevertheless, setting up new IoT environments usually requires manually setting up the devices, configuring sensors, or writing scripts. Conducting these complex steps can be very cumbersome, especially finding suitable technologies, protocols, or standards. The heterogeneity of smart devices, communication protocols, and other technologies and the high distribution in the IoT makes the configuration of smart environments and appli cations even more complex and time-consuming. Therefore, in this work, we propose a holistic method to help domain experts setting up IoT environments and applications. Our method is composed of (i) a toolbox with common building blocks of the IoT, and (ii) a business process-based approach to orchestrating the setup of these building blocks. Through our approach, domain experts can select the building blocks they require for their IoT application and generate a step-by-step manual for their setup.

A Internet das Coisas (IoT) é um paradigma que consiste de dispositivos heterogêneos com capacidades de detecção, atuação, processamento, comunicação, armazenamento e de rede. Esses dispositivos são altamente interconectados para atingir um objetivo em comum – tornar a vida das pessoas mais fácil. Em indústrias inteligentes, por exem plo, processos de produção intensamente automatizados podem ser estimulados levando a mais eficiência e custos reduzidos. Na IoT, a comunicação e a transmissão contínua de dados coletados são conduzidas através de protocolos de internet padronizados. Apli cações bem conhecidas de IoT são Casas Inteligentes, Indústrias Inteligentes, e Cidades Inteligentes. Contudo, a configuração de novos ambientes inteligentes comumente requer a montagem manual dos dispositivos, configuração dos sensores ou escrita de scripts. A realização dessas etapas complexas pode ser um trabalho árduo, especialmente no que diz respeito a encontrar tecnologias, protocolos ou padrões adequados. A heterogenei dade de dispositivos inteligentes, protocolos de comunicação e outras tecnologias, além da alta distribuição na Internet das Coisas torna a configuração de ambientes inteligentes ainda mais complexa e demorada. Desse modo, nesse trabalho, propomos um método ho lístico para auxiliar na configuração de ambientes e aplicativos IoT. Nossa abordagem é composta por (i) uma caixa de ferramentas com blocos de construção comuns da IoT, ser vindo de base para nosso método, e (ii) uma abordagem orientada a processos de negócio para orquestrar a configuração dos blocos de construção. Por meio da nossa abordagem, os especialistas do domínio podem selecionar os blocos de construção necessários para a sua aplicação IoT e também gerar um manual passo a passo para sua configuração.