Orientador: Nobuo Oki / Resumo: A utilização de redes de comunicação sem fio deixou de ser uma ferramenta opcional para tornar-se uma necessidade no monitoramento de residências, automóveis, controles de processos automatizados e comunicação entre as pessoas. Tratando-se de redes de transdutores cabeadas, as redes CAN (Controller Area Network) são utilizadas em automóveis modernos, instrumentação médica, em veículos táticos, na automação de processos, no transporte metropolitano e em sistemas de controle de fábricas. A maioria das estruturas críticas de sistemas de controle fazem uso do CAN em algum ponto na rede, para conectar sensores que se encontram distantes e controlar atuadores de um sistema, ou para conectar vários controladores que utilizam uma interface em comum. O padrão sem fio, IEEE 802.15.4, comercialmente conhecido como “ZigBee”, foi projetado para operar em baixas taxas de dados, com segurança e facilidade de configurações de rede. Esta tese tem como objetivo desenvolver um sistema heterogêneo utilizando microcontroladores ATMEGA em que, o modelo do protocolo CAN e o padrão IEEE 802.15.4 estejam acoplados. Este módulo será capaz de gerenciar e monitorar sensores e atuadores utilizando CAN e, através do padrão sem fio 802.15.4, comunicar-se com os outros módulos da rede. O interfaceamento entre os pacotes da rede de controle de área (CAN) com a rede ZigBee é realizado através da implementação de tabelas de dispersão (Hash Tables) para o gerenciamento e otimização da memória utilizada. As anál... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Submitted by MARCOS ANTONIO ESTREMOTE null (estremot@gmail.com) on 2017-11-03T20:18:22Z No. of bitstreams: 1 Tese Estremote.pdf: 11274082 bytes, checksum: d68bb503cd676b58bcfab15d1c39ba5c (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-11-13T17:35:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 estremote_ma_dr_ilha.pdf: 11274082 bytes, checksum: d68bb503cd676b58bcfab15d1c39ba5c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T17:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 estremote_ma_dr_ilha.pdf: 11274082 bytes, checksum: d68bb503cd676b58bcfab15d1c39ba5c (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização de redes de comunicação sem fio deixou de ser uma ferramenta opcional para tornar-se uma necessidade no monitoramento de residências, automóveis, controles de processos automatizados e comunicação entre as pessoas. Tratando-se de redes de transdutores cabeadas, as redes CAN (Controller Area Network) são utilizadas em automóveis modernos, instrumentação médica, em veículos táticos, na automação de processos, no transporte metropolitano e em sistemas de controle de fábricas. A maioria das estruturas críticas de sistemas de controle fazem uso do CAN em algum ponto na rede, para conectar sensores que se encontram distantes e controlar atuadores de um sistema, ou para conectar vários controladores que utilizam uma interface em comum. O padrão sem fio, IEEE 802.15.4, comercialmente conhecido como “ZigBee”, foi projetado para operar em baixas taxas de dados, com segurança e facilidade de configurações de rede. Esta tese tem como objetivo desenvolver um sistema heterogêneo utilizando microcontroladores ATMEGA em que, o modelo do protocolo CAN e o padrão IEEE 802.15.4 estejam acoplados. Este módulo será capaz de gerenciar e monitorar sensores e atuadores utilizando CAN e, através do padrão sem fio 802.15.4, comunicar-se com os outros módulos da rede. O interfaceamento entre os pacotes da rede de controle de área (CAN) com a rede ZigBee é realizado através da implementação de tabelas de dispersão (Hash Tables) para o gerenciamento e otimização da memória utilizada. As análises realizadas de tempo de inserção, remoção e comunicação de dados, com o auxílio da técnica computacional de tabelas de dispersão para o armazenamento das informações, mostram que este procedimento favorece a comunicação entre os protocolos de redes industriais com os protocolos de redes sem fios. A economia de memória do microcontrolador com a utilização das tabelas de dispersão proposta nesta tese chegou a ser em média 750% superior do que as que não se utilizam das tabelas de dispersão. / The use of wireless communication networks is not an optional tool and become a requirement in automated systems, such as monitoring home, automobiles, automated process control and communication between people. In another aspect, wired networks, such as CAN networks, are used in modern automobiles, medical instrumentation, tactical vehicles, process automation, metropolitan transport and manufactory control systems. Many critical structures in control system use CAN network at some point, to connect sensors that are far away and to control system actuators, or to connect several controllers that use a common interface. The wireless IEEE standard 802.15.4, commercially known as “ZigBee”, is designed to operate at low data transfer rates, with security and facility of network configurations. This thesis aims to develop a heterogeneous system using ATMEGA microcontrollers in which the CAN protocol model and the IEEE standard 802.15.4 are coupled. This module is capable of managing and monitoring sensors and actuators using CAN and, through the IEEE standard 802.15.4, communicating with the other modules in network. The interface between the CAN network packets with the ZigBee network is performed through the implementation of Hash Tables to manage and optimize the memory used. The analysis of time of insertion, delete and data communication, with the aid of the computational technique of hash tables for the storage of information, show that this procedure favors the communication between the protocols of industrial networks with protocols of wireless networks . The memory economy of the microcontroller with the the hash tables proposed in this thesis was on average 750% higher than those without the hash tables.

This thesis describes the design and practical realization of a prototype mobile, battery-powered device that is able to periodically recording electrocardiogram and fotopletysmogram or blood pressure. Data from these periodic scanning is processed by microcontroller and stored on a memory card which is part of the proposed device. The device can be connected to a PC via USB like a virtual serial port.

Master’s thesis deals with a design and a realization of multifunction board computer for motorcycles. The goal of the device is measuring speed, rotation speed of engine, temperature of ambient, temperature of engine, temperature in intake including signalization of overvoltage and hightemperature. The device is completed by above standard function such as measuring titl of motorcycle, climbing of route, route recording and data transmission to the computer. The thesis includes a complete solution of hardware and software part of the device.

This Master’s thesis deals with design and construction of a wireless security and surveillance system in ZigBee wireless networks (IEEE802.15.4). The design consists of creating a star network topology with intended monitoring of home area via end device boards paired with coordinator board, which provides basic networking functionality. End device is used to send data from a temperature sensor DS1631 and magnetic reed switches to coordinator. ZigBee module ZDM-A1281-A2 made by MeshNetics company embedded on each board contains a micro controller ATMega1281 and a transceiver AT86RF230 working in a 2,4GHz frequency band. System is able to notice of any door or window move actions and too high temperature. The non-fully functional ZigBee stack, which is called an Open MAC software, based on MAC (Media Access Control ) layer and PHY (Physical) layer from MeshNetics, has been used to develop the user software. Open MAC consists of three application samples in C code. One of them was modified by the user for an application of communication between the module and sensors. The same design with module RC2204AT made by Radiocrafts company was tested as well, but it couldn’t be executed. All developed boards have been constructed and tested via Terminal PC program.

This thesis deals with the energy research and design a simple wireless sensor networks. The data modules with ZigBee wireless communication technology. The main feature of wireless sensor networks is the minimal energy devices at low cost and maximum data reliability. Furthermore, the work describes firmware for communicating nodes with the ability to change parameters of data transmission and thus affect the energy consumption node. Calculations of energy consumption, compared with measured results and discharge characteristics of the battery packs are included in the final chapters of this work.

This thesis deals with the energy research and design a simple wireless sensor networks. The data modules with ZigBee wireless communication technology. The main feature of wireless sensor networks is the minimal energy devices at low cost and maximum data reliability. Furthermore, the work describes firmware for communicating nodes with the ability to change parameters of data transmission and thus affect the energy consumption node. Calculations of energy consumption, compared with the measured results, the discharge characteristics of the battery packs and lifetime broadcasting node is contained in the final chapters of this work.