[pt] A cada dia mais e mais brasileiros possuem um telefone celular de última geração com conexão à internet. Estes novos aparelhos são capazes de ler diferentes tipos de etiquetas usadas para armazenar, recuperar e gerenciar informações, e estão conosco em toda parte para apoiar nossas tarefas diárias. Estes pequenos computadores são conscientes de seu entorno, e propícios à comunicação e colaboração com o mundo real. Devido a sua popularidade, disponibilidade e massa crítica de usuários atingida, novos serviços são desenvolvidos baseados no conceito da computação ubíqua, onde computadores e seres humanos são unificados em torno da noção de ambiente. Estes sistemas pervasivos lidam com questões de interação de contexto e reconhecimento de ambientes, e se adaptam de acordo com as preferências do usuário. Nesta dissertação são descritos o desenvolvimento e testes de usabilidade de uma rede social que é fundamentada nos conceitos da computação ubíqua e Internet das Coisas. Esta rede social, dirigida para o tema da enogastronomia, é acessível por dispositivos móveis e utiliza códigos de duas dimensões colados nas garrafas dos vinhos para através do software e da câmera do celular trazer informações de acordo com o contexto do objeto, lugar e preferência do usuário. / [en] Every day more and more Brazilians have a next generation mobile phone with an internet connection. These new devices are able to read different types of labels used to store, retrieve and manage information; they are with us everywhere to support our daily tasks. These small computers are aware of their surroundings and propitious to communication and collaboration with the real world. Due to their popularity, availability and critical mass of users reached, new services are developed based on the concept of ubiquitous computing, where computers and humans are unified around the concept of environment. These systems deal with issues of pervasive interaction of context, recognition of environments and adapt according to user preferences. This thesis presents a description of the development and usability testing of a social network that is based on the concepts of ubiquitous computing and the Internet of Things. This social network, addressed to the theme of enogastronomy, is accessible by mobile devices and uses twodimensional codes pasted on the bottles of wine for using the software and the phone s camera to bring information in accordance with the context of the object, place and user preference.

[pt] Um sistema de rastreamento que armazena dados de alto volume, tais como indicadores de mobilidade, status de agentes e cargas, é de interesse tanto para empresas quanto para consumidores. Um sistema como esse permite verificar informações, como os locais visitados em um shopping center, a duração das estadias dos funcionários em determinadas partes de um prédio de escritórios ou fábrica, se um ônibus parou em cada ponto de ônibus em uma rota, a rota do entregador ou se uma equipe de seguranças está executando a ronda especificada em um bairro. Esta dissertação tem como objetivo investigar a eficiência de identificar a posição atual de uma entidade móvel e propor uma solução para transmitir, adicionar e recuperar informações como estas. A solução proposta é um framework chamado ARTIIMoR, que armazena dados de maneira segura, imutável e transparente usando um sistema de Distributed Ledger Technology (DLT) multicamadas. Três camadas de DLT são utilizadas para armazenar informações de localização em diferentes níveis de abstração e agregação. O sistema visa permitir que empresas e consumidores registrem informações de posição e movimento com confiabilidade, escalabilidade e rastreabilidade. / [en] A tracking system capable of storing high volume data, such as mobility indicators, agent and cargo statuses, is of interest to both companies and consumers. Such a system enables the checking of information, such as the locations visited in a shopping center, the duration of employees stays incertain parts of an office building or factory, whether a bus stopped at each bus stop on a route, the route of a delivery driver, or whether a security team is performing the specified patrol in a neighborhood. This dissertation aims to investigate the efficiency of identifying the current position of amobile entity and propose a solution for transmitting, adding, and retrieving information like this. The proposed solution is a framework called ARTIIMoR,which stores data securely, immutably, and transparently using a multilayer Distributed Ledger Technology (DLT) system. Three layers of DLT are used to store location information at different levels of abstraction and aggregation.The system aims to allow companies and consumers to record position andmovement information with reliability, scalability, and traceability.

[pt] Jogos pervasivos móveis são jogos que combinam os mundos real e virtual em um espaço híbrido, permitindo interações não apenas com o mundo do jogo virtualmente criado, mas também com o ambiente físico que envolve os jogadores. A Internet de Coisas Móveis (IoMT) especifica situações em que os dispositivos na Internet das Coisas (IoT) podem ser movidos ou se moverem de forma autônoma, mantendo conectividade remota e acessibilidade de qualquer lugar na Internet. Seguindo o enorme sucesso dos recentes jogos pervasivos móveis e a iminente expansão de IoT, nós fornecemos uma integração para toda a tecnologia envolvida no desenvolvimento de um jogo pervasivo móvel que incorpora dispositivos IoT. Também propomos um jogo móvel pervasivo que avalia os benefícios da união de ambos os campos. Este protótipo de jogo explora maneiras de aumentar a experiência dos jogadores através de mecânicas pervasivas, aproveitando a motivação dos jogadores para realizar tarefas de sensoriamento. O jogo também incorpora aplicações sérias na jogabilidade, tais como a localização de instalações e serviços. / [en] Mobile pervasive games are a game genre that combines the real and virtual worlds in a hybrid space, allowing interactions with not only the virtually created game world, but also with the physical environment that surrounds the players. The Internet of Mobile Things (IoMT) specifies situations in which devices on the Internet of Things (IoT) can be moved or move autonomously, while maintaining remote connectivity and accessibility from anywhere on the internet. Following the huge success of recent mobile pervasive games and the coming IoT boom, we provide an integration for all the technology involved in the development of a mobile pervasive game that incorporates IoT devices. We also propose a mobile pervasive game that evaluates the benefits of the union of both fields. This game prototype explores ways of increasing the experience of players through pervasive mechanics while taking advantage of the player s motivation to perform sensing tasks. It also incorporates serious applications into the gameplay, such as the localization of facilities and services.

[pt] Os desafios acerca do desenvolvimento sustentável impulsionam medidas governamentais e incentivos a empresas que investem em soluções nessa direção. Alinhado a isso, no que se refere ao setor do transporte rodoviário de cargas, os avanços em tecnologia permitem a gestão de frotas eficiente e a maximização dos lucros de empreendedores do setor. A Internet das Coisas é um meio pelo qual é possível se definir indicadores que auxiliam a operação eficiente das empresas e que possibilitam a análise mais precisa de pegada ambiental em diferentes níveis: desde a escala micro, que compreende o veículo e a empresa, até a escala macro, que compreende o setor de transporte de cargas do país. Esse estudo busca levantar indicadores operacionais e ambientais possíveis de serem desenvolvidos a partir de um estudo de caso em que são fornecidos dados enviados de um veículo e seus componentes conectados à internet. / [en] The challenges upon sustainable development drive government actions and incentives to companies that invest in solutions in this direction. In line with this, with regard to the road freight transport sector, advances in technology allow the efficient fleet management and the maximization of entrepreneurs profit. The Internet of Things is a modern mean by which it is possible to define indicators that help the efficient operation of companies and that allow the more accurate analysis of the environmental footprint at different levels: from the micro scale, which comprises the vehicle and the company, to the macro scale, which comprises the country s freight sector. The environment conservation is one of the pillars of sustainability s concept. A development is considered sustainable when it takes into account social, ecological and economic factors (IUCN, 1980). The warranty of economic interest and reduction of environmental impacts caused by the freight transport sector is relevant to the evolution of the logistics in this direction. The concept of logistics is the activity that manages materials and products evolving, beyond other activities, purchasing, transport, distribution, movement, storage and packing. The part of logistics that consider the aspects and impacts caused by its activities is called Green Logistics or Ecologistics (Donato, 2008). The freight transport is one of the most fast-growing sectors in terms of energy consumption and emissions in Brazil (World Bank, 2011a). According to estimations this sector can be emitting 60 percent more CO2 in 2020 than it had in 2009, of which 36 percent from trucking, 13 percent from buses, 40 percent from passenger cars and 3 percent from motocycles (MMA, 2011). There s an interest towards the carbon emission s growing rates from freight transport. Reducing unnecessary travels without impacting the economic growth is one of the fundamental ways to reduce the intensity of emissions (World Bank, 2011b).

[pt] O crescimento da Internet das Coisas (IoT) nos trouxe a oportunidade de criar aplicações em diversas áreas com o uso de sensores e atuadores. Um dos problemas encontrados em sistemas de IoT é a dificuldade de adicionar relações semânticas aos dados brutos produzidos por estes sensores e conseguir inferir novos fatos a partir destas relações. Além disso, devido à natureza destes sistemas, os dados produzidos por eles, conhecidos como streams, precisam ser analisados em tempo real. Streams são uma sequência de elementos de dados com variação de tempo e que não devem ser tratados como dados a serem armazenados para sempre e consultados sob demanda. Os dados em streaming precisam ser consumidos rapidamente por meio de consultas contínuas que analisam e produzem novos dados relevantes. A capacidade de inferir novas relações semânticas sobre dados em streaming é chamada de inferência sobre streams. Nesta pesquisa, propomos um modo semântico e um mecanismo para processamento e inferência sobre streams em tempo real baseados em Processamento de Eventos Complexos (CEP), RDF (Resource Description Framework) e OWL (Web Ontology Language). Apresentamos um middleware que suporta uma inferência contínua sobre dados produzidores por sensores. As principais vantagens de nossa abodagem são: (a) considerar o tempo como uma relação-chave entre a informação; (b) processamento de fluxo por ser implementado usando o CEP; (c) é geral o suficiente para ser aplicado a qualquer sistema de gerenciamento de fluxo de dados (DSMS). Foi desenvolvido no Laboratório de Colaboração Avançada (LAC) utlizando e um estudo de caso no domínio da detecção de incêndio é conduzido e implementado, elucidando o uso de inferência em tempo real sobre streams. / [en] The growth of the Internet of Things (IoT) has brought the opportunity to create applications in several areas, with the use of sensors and actuators. One of the problems encountered in IoT systems is the difficulty of adding semantic relations to the raw data produced by the sensors and being able to infer new facts from these relations. Moreover, due to the fact that many IoT applications are online and need to react instantly on sensor data collected by them, they need to be analyzed in real-time. Streams are a sequence of time-varying data elements that should not be stored forever and queried on demand. Streaming data needs to be consumed quickly through ongoing queries that continue to analyze and produce new relevant data, i.e. stream of output/result events. The ability to infer new semantic relationships over streaming data is called Stream Reasoning. We propose a semantic model and a mechanism for real-time data stream processing and reasoning based on Complex Event Processing (CEP), RDF (resource description structure) and OWL (Web Ontology Language). This work presents a middleware service that supports continuous reasoning on data produced by sensors. The main advantages of our approach are: (a) to consider time as a key relationship between information; (b) flow processing can be implemented using CEP; (c) is general enough to be applied to any data flow management system (DSMS). It was developed in the Advanced Collaboration Laboratory (LAC) and a case study in the field of fire detection is conducted and implemented, elucidating the use of real-time inference on streams.

[pt] Já estamos vivendo sob o impacto dos primórdios do que é considerada a Terceira Onda da Tecnologia da Informação ou a Quarta Revolução Industrial, representadas principalmente pelo advento da IOT (Internet of Things). Esta verdadeira invasão de novas tecnologias já está começando a mudar de modo dramático a forma como vivemos, nos comunicamos e trabalhamos. O objetivo principal desta dissertação é não apenas avaliar a metodologia tradicional do design e os desafios que estas novas tecnologias da IOT trazem para o desenvolvimento do trabalho dos designers, mas principalmente analisar como eles devem se qualificar para manter sua posição de relevância no desenvolvimento dos novos produtos inteligentes conectados que caracterizam a IOT, como a definem Porter e Heppelman (2014). A partir de uma pesquisa bibliográfica e documental, procurei relacionar as novas tecnologias, os componentes e serviços que estão viabilizando a criação desses produtos inteligentes, apresentar as principais empresas que estão liderando esta revolução, pesquisar as áreas em que estes novos produtos já estão fazendo a diferença assim como as mudanças e desafios que eles nos apresentam, e verificar como e por que empresas fabricantes de produtos estão se transformando em empresas de produtos/serviços ou só de serviços. Procuro ainda mapear o impacto que estas novas tecnologias terão nos modelos de negócio, design, marketing, engenharia e no relacionamento com os usuários dos serviços e produtos que as incorporem. / [en] We are already living under the impact of what is considered the beginnings of the Third Wave of Information Technology or the Fourth Industrial Revolution, represented mainly by the advent of IOT (Internet of Things). This true invasion of new technologies is already starting to dramatically change the way we live, communicate, and work. The main objective of this dissertation is not only to evaluate the traditional methodology of design and the challenges that these new technologies of the IOT bring to the development of the work of the designers, but mainly to analyze how they must qualify to maintain their position of relevance in the development of the new products that characterize IOT, as defined by Porter and Heppelman (2014). Based on a thorough bibliographical and documentary research, I have tried to examine the new technologies and the components and services that are enabling the creation of these intelligent products, pinpoint the principal companies that are in the forefront of this revolution, research the areas in which these new products are already making a difference, indicate the changes and challenges that they present us with and see how and why companies that manufacture products are transforming themselves into production / services companies, or solely services companies. I also try to map the impact that these new technologies will have on the business models, design, marketing, engineering and relationships with the users of the services and products that incorporate them.

[pt] A popularização da Internet das Coisas (IoT, Internet of Things) provocou uma crescente oportunidade para a criação de aplicações em diversas áreas, através da combinação do uso de sensores e/ou atuadores. Em ambientes de IoT, o papel de elementos chamados de gateways consiste em fornecer uma camada de comunicação intermediária entre os dispositivos de IoT e serviços de nuvem. Um fator crucial para a construção de aplicações em larga escala é que os dispositivos de IoT possam ser utilizados de maneira transparente, num paradigma orientado a serviços, onde detalhes de comunicação e configuração destes objetos são tratados pelos gateways. No modelo de serviços, as aplicações devem descobrir as interfaces de alto-nível dos dispositivos e não precisam lidar com detalhes subjacentes, que são tratados pelos gateways. Em cenários de grande dinamismo e mobilidade (com conexões e desconexões de dispositivos acontecendo a todo momento), a descoberta e configuração de objetos deve ocorrer de forma contínua. Os protocolos de descoberta de serviços tradicional, como o Universal Plug and Play (UPnP) ou o Service Location Protocol (SLP), não foram desenvolvidos levando em consideração o alto dinamismo de ambientes IoT. Nesse sentido, introduzimos o processamento de eventos complexos (CEP), que é uma tecnologia para processamento em tempo real de fluxos de eventos heterogêneos, que permite a utilização de consultas em linguagem CQL (Continuous Query Language) para a busca de eventos de interesse. Em um modelo onde os eventos relacionados à descoberta de sensores são enviados para um fluxo CEP, consultas expressivas são escritas para que uma aplicação descubra continuamente serviços de interesse. Este trabalho apresenta a extensão do MHub/CDDL para o suporte à descoberta contínua de serviços em IoT, utilizando CEP. O MHub/CDDL (Mobile Hub / Context Data Distribution Layer) é um middleware para descoberta de serviços e gerenciamento de qualidade de contexto em IoT, desenvolvido numa parceria entre o Laboratory for Advanced Collaboration (LAC) da PUC-Rio e o Laboratório de Sistemas Distribuídos Inteligentes (LSDi) da Universidade Federal do Maranhão (UFMA). A implementação deste trabalho é feita para a plataforma Android (Java) e um estudo de caso no domínio de estacionamentos inteligentes é conduzido e implementado, elucidando o uso do mecanismo de descoberta contínuo. / [en] The popularization of the Internet of Things sparked a growing opportunity for the creation of applications in various areas, by combining the use of sensors and/or actuators. In IoT environments, the role of elements called gateways is to provide an intermediate communication layer between IoT devices and cloud services. A crucial factor for the construction of large-scale applications is to allow the use of IoT devices in a transparent manner, in a service-oriented paradigm, where details of communication and configuration are handled by the gateways. In service model, applications must discover the high-level interfaces of the devices and do not have to deal with underlying details that are handled by gateways. In scenarios of high dynamism and mobility (with connections and disconnections of devices occuring all the time), this discovery and configuration must occur continuously. Traditional service discovery protocols, such as Universal Plug and Play (UPnP) or Service Location Protocol (SLP), have not been developed taking into consideration the high dinamicity of IoT environments. In this sense, we introduce complex event processing (CEP), which is a technology for real-time processing of heterogeneous event flows, which allows the use of CQL (Continuous Query Language for the search of events of interest. In a model where events related to sensor discovery are sent to a CEP flow, expressive queries are written for an application to continuously discover services of interest. This work presents the extension of MHub / CDDL to support continuous service discovery in IoT, using CEP. The MHub / CDDL (Mobile Hub / Context Data Distribution Layer) is a middleware for service discovery and quality context management in IoT, developed in a partnership between the Laboratory for Advanced Collaboration (LAC) from PUC-Rio and the Laboratório de Sistemas Distribuídos Inteligentes (LSDi) from Universidade Federal do Maranhão (UFMA). The implementation of this work is done in Android (Java) platform and a case study in the domain of smart parking is conducted and implemented, elucidating the use of the continuous discovery mechanism.

[pt] A ideia principal da Internet das Coisas (IoT) é conectar bilhões de coisas à Internet nos próximos anos, a exemplo de carros, roupas e comidas. Entretanto, muitos problemas precisam ser resolvidos antes que essa ideia possa ser concretizada. Alguns desses problemas estão relacionados à necessidade de construir sistemas para IoT que sejam auto-organizáveis e autoadaptativos. Este trabalho, portanto, apresenta a elaboração do Framework para Internet das Coisas (FIoT), que oferece suporte ao desenvolvimento de aplicações para IoT com essas características. Ele é baseado nos paradigmas de Sistemas Multiagente (SMA) e algumas técnicas abordadas em Aprendizado de Máquina, a exemplo de redes neurais e algoritmos evolutivos. Um agente pode ter algumas características, como autonomia e sociabilidade, que tornam SMAs compatíveis com sistemas que requerem auto-organização. Redes neurais e algoritmos de evolução vêm sendo comumente usados nos estudos de robótica, no intuito de prover autonomia e adaptação à agentes físicos (ex.: robôs, sensores). Para demonstrar o uso do FIoT, dois grupos de problemas em IoT serão instanciados: (i) Cidades Inteligentes e (ii) Quantificação de Coisas. / [en] The agreed fact about the Internet of Things (IoT) is that, within the coming years, billions of resources, such as cars, clothes and foods will be connected to the Internet. However, several challenging issues need to be addressed before the IoT vision becomes a reality. Some open problems are related to the need of building self-organizing and self-adaptive IoT systems. To create IoT applications with these features, this work presents a Framework for Internet of Things (FIoT). Our approach is based on concepts from Multi-Agent Systems (MAS) and Machine Learning Techniques, such as a neural network and evolutionary algorithms. An agent could have characteristics, such as autonomy and social ability, which makes MAS suitable for systems requiring self-organization (SO). Neural networks and algorithms of evolution have been commonly used in robotic studies to provide embodied agents (as robots and sensors) with autonomy and adaptive capabilities. To illustrate the use of FIoT, we derived two different instances from IoT applications: (i) Quantified Things and (ii) Smart Cities. We show how exible points of our framework are instantiated to generate an application.

[pt] A Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things) refere-se à infraestrutura tecnológica emergente formada por objetos cotidianos e ambientes dotados de computação e conectividade a fim de fornecer serviços digitalmente enriquecidos e comportamentos responsivos no mundo físico. Como com toda tecnologia, nas pontas da IoT há as pessoas que projetam e as que usam essa tecnologia de alguma forma. Projetar a interação para a IoT apresenta desafios novos e antigos. Nesta tese, eu abordo dois deles, a metacomunicação e a apropriação. O primeiro tem a ver com as pessoas que projetam a IoT; o último, com as que usam. Aplicando a Engenharia Semiótica como uma lente teórica ao estudo da IoT, realizei seis estudos usando diferentes métodos cujos resultados foram combinados em três contribuições. Primeiro, proponho um modelo semiótico de apropriação de tecnologia como uma ferramenta epistêmica para apoiar projetistas a refletirem sobre como os usuários adotam a tecnologia de IoT. Segundo, proponho uma caracterização semiótica para a tecnologia da IoT como metacomunicação, chamada de engenharia semiótica de tecnologias multiníveis e multilaterais, uma ferramenta inicial para a aplicação de princípios e métodos de Engenharia Semiótica à tecnologia da IoT. Terceiro, minha abordagem de pesquisa foi generalizada em um macro-método para pesquisa em tecnologias inovadoras como uma alternativa útil para pesquisas onde há falta de consenso e/ou diversidade metodológica e epistemológica, como em novas tecnologias. Essas contribuições estendem os conhecimentos da Engenharia Semiótica como teoria e fornecem recursos poderosos para projetistas e pesquisadores refletirem sobre a tecnologia de uma maneira centrada no ser-humano, eu argumento. / [en] The Internet of Things (IoT) refers to the emerging technological infrastructure formed by everyday objects and environments endowed with computing and networking power in order to provide digitally enhanced services and responsive behaviors in the physical world. As with every technology, at the end points of the IoT, there are people designing and using this technology somehow. Designing interaction for the IoT presents old and new challenges. In this thesis, I address two of them, namely metacommunication and appropriation. The former has to do with the people who design the IoT; the latter, with those who use it. By applying Semiotic Engineering as a theoretical lens to the study of IoT technology, I conducted six studies using different research methods which results were combined in three contributions. Firstly, I am proposing a semiotic model of technology appropriation, which is proposed as an epistemic tool to support designers reflect on how users adopt IoT technology. Secondly, I am proposing a semiotic characterization of IoT technology as metacommunication called the semiotic engineering of multi-level and multi-sided technologies, as an initial framework for the application of Semiotic Engineering principles and methods to IoT technology. Thirdly, my research design was generalized into a macro-method for approaching innovative technologies research. I claim that it is an useful alternative in research domains where there is a lack of methodological and epistemological consensus and/or diversity, such as with new technologies. These contributions both extend the body of knowledge of semiotic engineering as a theory and provide powerful resources for designers and researchers to reflect on technology in a human-centered way, I argue.

[pt] A Internet das Coisas (do inglês, IoT) está se popularizando cada dia mais, se expandindo para aplicações em quase todos os setores de nossa socidade, impactando a economia e a vida cotidiana dos cidadãos. Com o crescimento das aplicações IoT, também ocorre uma expansão na demanda por novos dispositivos com capacidades de atuação, como lâmpadas inteligentes, fechaduras inteligentes, aparelhos de climatização (HVAC), máquinas industriais com capacidade de comunicação, robôs, drones, etc. Muitas plataformas de middleware estão sendo desenvolvidas para suportar o desenvolvimento de aplicativos de IoT distribuídos e facilitar a comunicação de sensores para a nuvem e recursos de edge processing. Mas surpreendentemente, muito pouco foi feito para fornecer mecanismos de suporte genéricos e em nível de middleware para detectar dispositivos controláveis e executar comandos de atuação, ou seja, transferi-los para o dispositivo. Este trabalho apresenta uma extensão ao middleware ContextNet que provê suporte à atuação remota e genérica sobre dispositivos inteligentes conectados pela Internet das Coisas. / [en] The Internet of Things (IoT) is becoming increasingly popular, expanding into applications in almost every sector of our society, impacting the economy and daily life of citizens. As IoT applications grow, so does the demand for new devices with actuation capabilities, such as smart light bulbs, HVAC devices, smart locks, communication-capable industrial machines, robots, drones, and so on. Many software platforms are being developed to support the development of distributed IoT applications and to facilitate cloud sensor communication and edge processing capabilities. But surprisingly, very little has been done to provide middleware-level support and generic mechanisms for discovering devices and their interfaces, and executing activation commands, i.e. transferring them to the device. This work presents an extension to the ContextNet Middleware to support generic and remote actuation on devices connected by the Internet of Things.