Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-11-19T12:44:23Z No. of bitstreams: 1 luizeduardomendesmatheus.pdf: 1606990 bytes, checksum: 2736fa2230ff16ef4aaa41155178b616 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-11-23T13:06:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luizeduardomendesmatheus.pdf: 1606990 bytes, checksum: 2736fa2230ff16ef4aaa41155178b616 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-23T13:06:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luizeduardomendesmatheus.pdf: 1606990 bytes, checksum: 2736fa2230ff16ef4aaa41155178b616 (MD5) Previous issue date: 2018-09-03 / Na última década, o interesse (acadêmico e comercial) em torno da Comunicação por Luz Visível (VLC) aumentou consideravelmente, devido a fatores como a crescente demanda por recursos sem fio na Internet e às vantagens oferecidas pela transmissão de dados através da luz visível. Entretanto, a utilização da luz como meio de comunicação, principalmente em ambientes internos, oferece diversos desafios, como interferência e bloqueios criados por obstáculos. Ao mesmo tempo, este tipo de ambiente oferece uma rica infraestrutura de fontes de luz, que podem ser utilizadas para auxiliar na comunicação através de mecanismos multi-hop. A maioria dos trabalhos presentes na literatura adotam técnicas simples para construção de mecanismos multi-hop em redes VLC, focando principalmente em aumento de distância. Neste trabalho, foi desenvolvido um protocolo de roteamento dinâmico, DYRP-VLC (DynamicRoutingProtocolforVisibleLightCommunication),quetemcomoobjetivo aumentar o desempenho de sistemas VLC em ambientes dinâmicos, enquanto reage à obstáculos construindo rotas alternativas na rede. A avaliação do protocolo foi realizada em um ambiente real, utilizando a plataforma embarcada OpenVLC 1.0 e métricas adotadas para problemas de roteamento. Os resultados obtidos mostram que, usando o DYRP-VLC, a rede foi capaz de se adaptar a mudanças dinâmicas na comunicação, como sombras e obstáculos, com pouca sobrecarga. / In the last decade, the interest in Visible Light Communication (VLC) has increased considerably, from both academic and commercial perspectives, due to factors such as the growing demand for wireless resources and the advantages offered by the transmission of data through visible light. However, the use of light as a communication medium, especially in indoor environments, offers several challenges, which includes shadowing and interference caused by obstacles. At the same time, this type of environment offers a rich infrastructure of light sources, which can be used to aid communication through multi-hop mechanisms. Most of the works present in the literature adopt simple techniques to construct multi-hop mechanisms in VLC networks, focusing mainly on increasing distance. Inthisthesis,wedevelopedDYRP-VLC(DynamicRoutingProtocolforVisibleLight Communication), a reactive routing protocol which aims to increase the performance ofVLCsystemsindynamicenvironments,whilereactingtoobstaclesbyconstructing alternative routes in the network. The evaluation of the protocol was performed in a real environment, using OpenVLC 1.0 embedded platform and adopting metrics for routing problems. The results show that, by using DYRP-VLC, the network was able to adapt to dynamic changes in communication, such as shadows and obstacles, with low overhead.

O uso crescente de dispositivos móveis e o advento da Internet das Coisas têm demandado esforços para prover alternativas de comunicação sem fio. A utilização de sistemas óticos para a transmissão de dados apresenta-se como uma tecnologia promissora e complementar à comunicação por radiofrequência, especialmente devido aos desenvolvimentos consideráveis na tecnologia de iluminação por estado sólido e sua adoção em vários domínios. Os diodos de emissão de luz podem ser utilizados na promoção de comunicação por luz visível em ambientes internos e externos. Nos ambientes externos há inúmeras oportunidades a serem exploradas no que concerne aos Sistemas Inteligentes de Transporte, visto que os diodos de emissão de luz têm sido utilizados em luminárias públicas, semáforos e veículos. Esta pesquisa propôs o desenvolvimento e a avaliação de um sistema de comunicação por luz visível entre elementos da infraestrutura urbana e veículos, mais especificamente, luminárias públicas baseadas em diodos de emissão de luz e o modal de transporte público representado pelos ônibus que circulam em faixas exclusivas. A metodologia foi composta por simulação computacional e pela construção de um protótipo para auxiliar na validação das soluções propostas. O sistema complementar de comunicação sem fio por meio da luz proposto fornece pode fornecer subsídios à determinação do posicionamento preciso dos ônibus, suprindo as deficiências do sistema GPS em locais menos favoráveis à recepção de seus sinais em uma cidade. Essas informações auxiliam os usuários e os gestores do transporte público, atendendo alguns domínios de serviço em Sistemas Inteligentes de Transporte, de acordo com a norma ISO 14813. Os resultados obtidos nos testes com o protótipo, bem como, aqueles observados na simulação, comprovaram a viabilidade do sistema proposto, com o estabelecimento da comunicação entre luminária e ônibus, inclusive quando trafegando a 60 km/h. / The increasing use of mobile devices and the advent of the Internet of Things have called for efforts to provide alternatives for wireless communication. The use of optical systems for data transmission is a promising and complementary technology to radiofrequency communication, especially due to the considerable developments in solidstate lighting technology and its adoption in various domains. Light-emitting diodes can be used to promote visible light communication in indoor and outdoor environments. In outdoor environments there are numerous opportunities to be explored with regard to Intelligent Transport Systems, since light-emitting diodes have been used in public luminaires, traffic lights and vehicles. This research proposed the development and evaluation of a visible light communication system between elements of the urban infrastructure and vehicles, more specifically, public luminaires based on light-emitting diodes and the mode of public transport represented by buses that circulate in exclusive lanes. The methodology was composed by computational simulation and the construction of a prototype, to assist in the validation of the proposed solutions. The proposed complementary wireless communication system through light provides subsidies to determine the precise positioning of buses, supplying deficiencies of the GPS system in places less favorable to the reception of their signals in a city. This information helps the users and the managers of the public transport, attending some service domains in Intelligent Transport Systems, according to the ISO 14813 standard. The results obtained in the tests with the prototype, as well as those observed in the simulation, proved the feasibility of the proposed system, with the establishment of communication between luminaire and bus, even when traveling at 60 km/h.

O uso crescente de dispositivos móveis e o advento da Internet das Coisas têm demandado esforços para prover alternativas de comunicação sem fio. A utilização de sistemas óticos para a transmissão de dados apresenta-se como uma tecnologia promissora e complementar à comunicação por radiofrequência, especialmente devido aos desenvolvimentos consideráveis na tecnologia de iluminação por estado sólido e sua adoção em vários domínios. Os diodos de emissão de luz podem ser utilizados na promoção de comunicação por luz visível em ambientes internos e externos. Nos ambientes externos há inúmeras oportunidades a serem exploradas no que concerne aos Sistemas Inteligentes de Transporte, visto que os diodos de emissão de luz têm sido utilizados em luminárias públicas, semáforos e veículos. Esta pesquisa propôs o desenvolvimento e a avaliação de um sistema de comunicação por luz visível entre elementos da infraestrutura urbana e veículos, mais especificamente, luminárias públicas baseadas em diodos de emissão de luz e o modal de transporte público representado pelos ônibus que circulam em faixas exclusivas. A metodologia foi composta por simulação computacional e pela construção de um protótipo para auxiliar na validação das soluções propostas. O sistema complementar de comunicação sem fio por meio da luz proposto fornece pode fornecer subsídios à determinação do posicionamento preciso dos ônibus, suprindo as deficiências do sistema GPS em locais menos favoráveis à recepção de seus sinais em uma cidade. Essas informações auxiliam os usuários e os gestores do transporte público, atendendo alguns domínios de serviço em Sistemas Inteligentes de Transporte, de acordo com a norma ISO 14813. Os resultados obtidos nos testes com o protótipo, bem como, aqueles observados na simulação, comprovaram a viabilidade do sistema proposto, com o estabelecimento da comunicação entre luminária e ônibus, inclusive quando trafegando a 60 km/h. / The increasing use of mobile devices and the advent of the Internet of Things have called for efforts to provide alternatives for wireless communication. The use of optical systems for data transmission is a promising and complementary technology to radiofrequency communication, especially due to the considerable developments in solidstate lighting technology and its adoption in various domains. Light-emitting diodes can be used to promote visible light communication in indoor and outdoor environments. In outdoor environments there are numerous opportunities to be explored with regard to Intelligent Transport Systems, since light-emitting diodes have been used in public luminaires, traffic lights and vehicles. This research proposed the development and evaluation of a visible light communication system between elements of the urban infrastructure and vehicles, more specifically, public luminaires based on light-emitting diodes and the mode of public transport represented by buses that circulate in exclusive lanes. The methodology was composed by computational simulation and the construction of a prototype, to assist in the validation of the proposed solutions. The proposed complementary wireless communication system through light provides subsidies to determine the precise positioning of buses, supplying deficiencies of the GPS system in places less favorable to the reception of their signals in a city. This information helps the users and the managers of the public transport, attending some service domains in Intelligent Transport Systems, according to the ISO 14813 standard. The results obtained in the tests with the prototype, as well as those observed in the simulation, proved the feasibility of the proposed system, with the establishment of communication between luminaire and bus, even when traveling at 60 km/h.