Orientador: Prof. Dr. João Henrique Kleinschmidt / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2017. / O interesse pela Internet das Coisas cresceu nos últimos anos e alavancou o estudo das tecnologias necessárias para o perfeito funcionamento desse novo paradigma. As mais diversas áreas do conhecimento tem influência sobre a IoT, desde as áreas ligadas a engenharia, preocupadas com a criação de padrões, dispositivos e aplicações, à áreas ligadas a legislação, comunicação, marketing, etc. Dentro do estudo da engenharia, o campo das padronizações tem trazido muitas oportunidades. A demanda por desenvolvimento de padrões que possibilitem a interoperabilidade de dispositivos aumenta a cada ano. Organizações, como IETF, já disponibilizaram uma série de protocolos dedicados à IoT, dentre eles o protocolo de roteamento RPL, que foi desenvolvido para redes de baixa potência com perdas. O trabalho apresentado a seguir faz o estudo do protocolo RPL em cenários híbridos, ou seja, onde os nós são móveis ou estáticos. Esse trabalho é necessário pois grande parte das aplicações de IoT serão utilizadas por dispositivos móveis e a especificação do RPL não contempla a mobilidade dos nós. O objetivo deste trabalho é entender como o protocolo se comporta nestes cenários cenários híbridos. A mobilidade dos nós é definida por modelos de mobilidade consagrados, como o Manhattan e o Random Waypoint. Notou-se que a mobilidade dos nós elevou a perda de pacotes da rede bem como o atraso. Além disso foi possível verificar com base no ETX que houve alteração da topologia da rede. Essas mudanças causada pela presença de nós móveis ocasionaram a elevação do consumo de energia dos nós. Verificou-se também que o ciclo de trabalho dos nós tem influência direta no desempenho do protocolo. / The interest in the Internet of Things has grown in recent years and has leveraged the study of the technologies necessary for the functioning of this new paradigm. The most different areas of knowledge have an influence on the IoT, since areas related to engineering, concerned about standards, development, devices and applications, until areas related to legislation, ncommunication, marketing, etc. In the engineering study, the standardization area has brought many opportunities. The demand for standards development that enables device interoperability increases every year. Organizations such as IETF already provided a series of protocols dedicated to IoT, including the RPL routing protocol, which was developed for lowpower lossy networks. The work presented here makes a study of the RPL protocol in hybrid scenarios, in other words, where the nodes are mobile or static. This work is necessary because most of the IoT applications will be used by mobile devices and the RPL specification does not include nodes mobility. The objective of this work is to understand the behavior of the protocol in hybrid scenarios. Nodes mobility is defined by well know mobility models, such as Manhattan and Random Waypoint. In this work was possible to verify the increase of latency and packet loss because of the nodes mobility. In addition, it was possible to verify, based on the ETX, that there was a change in the network topology. These changes caused by mobile nodes increase the power consumption. It was also verified that the duty cycle of the nodes has a direct influence in the protocol performance.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-27T03:11:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342269.pdf: 2656182 bytes, checksum: 3e93e9f51d9c05fd4f5ea79f793671cb (MD5) Previous issue date: 2016 / O surgimento de novas tecnologias de comunicação sem fio possibilitou o fenômeno chamado Internet Of Things. A aplicação desse conceito no ambiente de manufatura proporciona novas oportunidades relacionadas à gestão de operações na melhoria de processos, conectando objetos e computadores de forma criativa. No contexto de melhorias nas operações de manufatura, os consagrados princípios da Manufatura Enxuta (Lean Manufacturing) passam a ser cada vez mais disseminados entre os gestores de operações, reduzindo desperdícios e oferecendo benefícios generalizados aos processos analisados. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de monitoramento de objetos com a tecnologia RFID, dispositivos sem fio (wireless) e plug and play, para auxiliar na coleta de dados um sistema de produção, fornecendo informações de tempo e de quantidades, facilitando a execução do balanceamento de carga, do atendimento ao takt time, da avaliação de capacidade e da identificação de desperdícios no processo. O sistema proposto compreende a definição dos requisitos de projeto, o desenvolvimento de um módulo leitor RFID, de um middleware, de um banco de dados e de um software aplicativo. O sistema foi composto por micro controladores Arduino, leitores RFID e módulos de transmissão de dados sem fio Zigbee, possibilitando operação com atualizações em tempo real e com mobilidade. Por fim, o sistema foi aplicado em duas empresas dos setores automotivo e de energia, a fim de atender diferentes demandas na gestão de operações. No setor automotivo, cinco pontos de leitura foram instalados em uma célula de fabricação de yokes e os resultados mostraram que o processo não estava apto a atender o takt time definido. No setor de energia, dois pontos de leitura foram usados para analisar horas improdutivas, que compreenderam 23,4% do tempo gasto. Também verificou-se uma redução de 60% de horas-homem em comparação com o previsto em orçamento da empresa.<br> / Abstract : The appearance of new wireless communication technologies has enabled the Internet of Things phenomenon. The application of such concept in the manufacturing environment provides new opportunities related to the management of operations in improving processes, connecting objects to computers in a creative way. In the context of improving manufacturing operations, the longstanding Lean Manufacturing principles become increasingly disseminated among operation managers, reducing waste and providing significant benefits to the analyzed processes. Considering this scenario, this study aims to develop a monitoring system using RFID, wireless, and plug and play technologies in order to help data collection in a production system, providing information about time and quantities, enabling process waste identification, production according to takt time, activity balance, and production capacity assessment. The proposed system comprises the definition of design requirements and the development of a RFID reader, a middleware, a database, and a software. The system is composed by Arduino micro-controllers, RFID readers, and wireless Zigbee transmission modules, enabling operations with real-time updates and mobility. The system was applied in two companies from automotive and energy sectors, in order to answer different demands in operations management. In the company of the automotive sector, five reading points were installed in one cell that manufactures yokes, and the results show that the process is not able to reach the takt time. In the company of the energy sector, two reading points were used to analyze unproductive hours, which comprised 23.4% of the time spent. It was also verified a reduction of 60% in man-hours in comparison with what was predicted in the company's budget.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-28T04:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344674.pdf: 15110769 bytes, checksum: 77202e42a033e657a4c8f6bc07671e0e (MD5) Previous issue date: 2016 / A tecnologia RFID tem trazido grandes benefícios à sociedade moderna possibilitando, por exemplo, o rastreamento de objetos, pessoas ou animais, diminuição do tempo de realização do inventário em lojas, entre outras aplicações. Ela é composta por duas partes principais: leitor e etiqueta. O primeiro transmite energia sem fio para a segunda com o objetivo de extrair a informação contida nela. Um conceito recente que pode ser potencializado pela tecnologia RFID, é a Internet dos Objetos, pois permite salvar uma quantidade colossal de dados, analisá-los e tomar decisões a partir dos resultados obtidos, de forma independente, para beneficiar ou otimizar algum tipo de atividade. Neste trabalho foi desenvolvida uma etiqueta RFID completamente integrada e de baixo consumo na tecnologia CMOS 180 nm para aplicações da Internet dos Objetos. A frequência do sinal da portadora para energizar a etiqueta é de 1.04 GHz, enquanto que a frequência da modulante é de 1 MHz. A etiqueta é composta por um front-end RF/DC, um circuito de leitura da informação armazenada na memória ROM full-custom (carga da etiqueta) e um transistor para modular a informação transmitida de volta ao leitor. Por fim, a carga tem um consumo nominal de 1 µW e a etiqueta é ativada com um valor mínimo de potência entregue pelo leitor de 14 dBm.<br> / Abstract : RFID technology has brought many benefits to modern society, for example, object, people or animal tracking, store inventory time-reduction and many other applications. It is composed by two main parts: the reader and the tag. The first transmits power wirelessly to the tag, in order to extract the information contained in it. One recent concept that can be powered by RFID technology is the Internet of Things, which corresponds to a colossal data base, for independent decision-making based on received information analysis, for the sake of benefit and optimization of a specific activity. This work developed a fully-integrated, low-power RFID tag for Internet of Things application in CMOS 180 nm technology. The carrier frequency is 1.04 GHz and the modulating signal is 1 MHz. The tag is composed by an RF front-end, a full- custom ROM memory reading circuit (tag load) and a modulation transistor, in order to backscatter the information to the reader. Finally, the load consumes 1 µW of nominal power and the tag starts backscattering the information with a minimum 14 dBm available power at the reader.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-30T18:11:49Z No. of bitstreams: 1 2017_RubenCruzHuacarpuma.pdf: 2899560 bytes, checksum: 365f64d81ab752f9b8e0d9d37bc5e549 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-05T18:39:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RubenCruzHuacarpuma.pdf: 2899560 bytes, checksum: 365f64d81ab752f9b8e0d9d37bc5e549 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T18:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RubenCruzHuacarpuma.pdf: 2899560 bytes, checksum: 365f64d81ab752f9b8e0d9d37bc5e549 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / O desenvolvimento da Internet das Coisas (IoT) levou a um aumento do número e da variedade de dispositivos conectados à Internet. Dispositivos tais como sensores tornaram-se uma parte regular do nosso ambiente, instalados em carros e edifícios, bem como telefones inteligentes e outros dispositivos que coletam continuamente dados sobre nossas vidas, mesmo sem a nossa intervenção. Com tais objetos conectados, uma gama de aplicações tem sido desenvolvida e implantada, incluindo aquelas que lidam com grandes volumes de dados. Nesta tese, apresenta-se uma proposta e implementação de um modelo para o gerenciamento de dados em um ambiente de IoT. Este modelo contribui com a especificação das funcionalidades e a concepção de técnicas para coletar, filtrar, armazenar e visualizar os dados de forma eficiente. Uma característica importante deste trabalho é capacidade de integrar diferentes middlewares IoT. A implementação deste trabalho foi avaliada através de diferentes estudos de casos sobre cenário de sistemas inteligentes: Sistema de Casas Inteligentes, Sistema de Transporte Inteligente e a comparação do GDDIoT com middleware IoT. / The development of the Internet of Things (IoT) has led to a considerable increase in the number and variety of devices connected to the Internet. Smart objects such as sensors have become a regular part of our environment, installed in cars and buildings, as well as smart phones and other devices that continuously collect data about our lives even without our intervention. With such connected smart objects, a broad range of applications has been developed and deployed, including those dealing with massive volumes of data. In this thesis, it is proposed a data management approach and implementation for an IoT environment, thus contributing with the specification of functionalities and the conception of techniques for collecting, filtering, storing and visualization data conveniently and efficiently. An important characteristics of this work is to enable multiple and distinct middleware IoT to work together in a non-intrusive manner. The corresponding implementation of this work was evaluated through different case studies regarding a smart system scenarios: Smart Home System, Smart Transportation System and comparison between GDDIoT and an IoT middleware.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-02-21T17:02:16Z No. of bitstreams: 1 2017_LucianoMauroArleySup_PARCIAL.pdf: 4566541 bytes, checksum: ed7c646700fed8a4900c009de162ecfc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-27T17:13:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LucianoMauroArleySup_PARCIAL.pdf: 4566541 bytes, checksum: ed7c646700fed8a4900c009de162ecfc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-27T17:13:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LucianoMauroArleySup_PARCIAL.pdf: 4566541 bytes, checksum: ed7c646700fed8a4900c009de162ecfc (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Na atualidade a Internet se tornou uma rede capaz de interconectar diversos tipos de usuários, dispositivos, casas, edifícios, plantas industriais, automóveis, hospitais, escolas, paradigma conhecido como Internet das Coisas (IoC). Convertendo-se assim em um meio que abriga fluxos de dados TCP/IP e fluxos UDP de sistemas de controle em rede denominados NCS (Networked Control Systems) utilizados em diversas aplicações, tais como, automação industrial, automação predial, telecirurgias, smart grid e smart city. Para estudar ambos os tipos de fluxos em uma abordagem concomitante, neste trabalho, primeiramente foi desenvolvida uma metodologia que admite modelar e simular topologias de redes de comunicação junto com seus protocolos e algoritmos usando o UPPAAL, uma ferramenta de software que admite modelar sistemas físicos e lógicos através de autômatos temporizados e também fazer simulações e verificações determinísticas e estatísticas do modelo. Então, foram modelados sistemas de controle através da Internet junto com outros fluxos TCP/IP genéricos, e foi observado e estudado como as características do sistema de comunicação afetam o desempenho do sistema de controle em diferentes cenários de simulações e com diferentes técnicas AQM (Active Queue Management) implementadas nos roteadores. Neste contexto, com o objetivo de corrigir esses efeitos, e visando à eficiência de ambos os tipos de fluxos (maior vazão para fluxos TCP/IP e menor ITAE (Integral Time-weighted Absolute Error) para a NCS) foi desenvolvida uma nova metodologia que combina ações AQM com ações TCP/IP, chamada ENCN (Explicit Non-Congestion Notification) cujo desempenho foi comparado com as técnicas AQM Drop Tail, RED, CoDel e PIE trabalhando em conjunto com TCP-Reno, e com os protocolos TCP-Jersey, DCTCP e E-DCTCP (todos modelados e simulados no UPPAAL). Resultados de simulações e verificações estatísticas mostraram que comparado com essas metodologias o ENCN melhorou tanto a vazão e a justiça dos fluxos TCP/IP quanto o ITAE da NCS (fluxo UDP). Porém, o ENCN utiliza alguns recursos tecnológicos (bits para notificar não congestionamento) que nem sempre estão disponíveis na prática. Para superar essa limitação do ENCN, foi desenvolvida uma metodologia chamada ANCE (Acknowledge-based Non- Congestion Estimation) a qual trabalha de forma análoga a ENCN, porém, utiliza o valor estimado do tamanho da fila ao invés de utilizar uma notificação explícita de não congestionamento advinda dos roteadores, o que torna essa técnica mais viável para implementação. Finalmente, para superar algumas limitações de ANCE, foi desenvolvido um protocolo de transporte de dados chamado TCP-Puerto-Londero que a diferença de ANCE faz um ajuste adaptativo da janela de transmissão de dados em função de um atraso relativo no caminho de ida, ao invés de utilizar o RTT. Resultados de simulações mostraram que apesar de não utilizar recursos para fazer notificações explícitas de não congestionamento, o TCPPuerto-Londero fornece um desempenho comparável ao ENCN, superando o TCP-Jersey em 12,03 % e o E-DCTCP em 4,21 % em termos de vazão para os fluxos TCP/IP, e reduzindo o ITAE da NCS em 36,84 %, 36,68 % e 4,16 % em relação ao TCP-Jersey, o E-DCTCP e o ENCN, respectivamente. Esse bom desempenho do TCP-Puerto-Londero também foi observado nas verificações estatísticas do modelo. / Actually the Internet has become a network capable of interconnecting several types of users, objects, houses, buildings, industrial plants, automobiles, hospitals, schools, this paradigm is known as Internet of Things (IoC). Thus, the Internet has becoming a communication medium that hosts TCP/IP data flows and networked control systems (NCS) UDP flows used in several applications, such as, industrial automation, building automation, remote surgery , smart grid and Smart city. To study both types of flows in a concomitant approach, in this work, a modeling methodology was developed that supports modeling and simulation of communication network topologies along with their protocols and others algorithms using the UPPAAL, a software tool that admit modeling of physical and logical systems through timed automata and make simulations and statistical verifications. Thus, control systems over the Internet were modeled along with other generic flows on which we can observe and study how the communication network features affect control performance behavior for different simulation scenarios and with different AQM (Active Queue Management) techniques implemented in the routers. Then, in order to improve the tradeoff between TCP-throughput and ITAE (Integral Time-weighted Absolute Error) for the NCS that share de same network topology, we've developed a new AQM technique called ENCN (Explicit Non-Congestion Notification) whose performance was compared with TCP-Jersey, DCTCP and, E-DCTCP ECN based transport layer protocols, and with Drop Tail, RED, CoDel, and PIE schemes implemented joint with TCP-Reno protocol (all them modeled in UPPAAL). Simulations and statistical verifications show that the ENCN provides better throughput and fairness for TCP/IP flows, and ITAE for NCS UDP flow compared to other methodologies. However, the ENCN uses some technological resources (bits to notify non-congestion) that are not always available. In order to overcome this ENCN limitation we developed a methodology called ANCE (Acknowledge-Based Non- Congestion Estimation), which work like ENCN but making inferences about queue length instead to using explicit non-congestion notification coming from the routers, which makes this technique more feasible for implementation. Finally, in order to overcome some ANCE limitations we developed a new transport layer protocol called TCP-Puerto-Londero, which rather than using the RTT, makes an adaptive adjustment of the congestion window as a function of a relative delay in the forward path. Simulation results showed that TCP-Puerto- Londero provides performance comparable to ENCN, overcoming TCP-Jersey by 12.03 % and the E-DCTCP in 4.21 % in terms of throughput for TCP/IP flows and reducing the ITAE of the NCS UDP flow by 36.84 %, 36.68 % and 4.16 % in relation to the TCP-Jersey, E-DCTCP, and ENCN, respectively. This good performance of TCP-Puerto-Londero was also observed in the statistical verifications.

Submitted by VICTOR UBIRACY BORBA (borba.victor.borba@gmail.com) on 2018-04-16T18:56:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Victor Borba.pdf: 3528853 bytes, checksum: c33f34e31064f7604d11e509efb29a50 (MD5) / Approved for entry into archive by Satie Tagara (satie@marilia.unesp.br) on 2018-04-16T20:28:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 borba_vu_me_mar.pdf: 3528853 bytes, checksum: c33f34e31064f7604d11e509efb29a50 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T20:28:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 borba_vu_me_mar.pdf: 3528853 bytes, checksum: c33f34e31064f7604d11e509efb29a50 (MD5) Previous issue date: 2018-03-19 / Não recebi financiamento / Internet das Coisas (IoT), do termo em inglês “Internet of Things”, é um termo genérico que começou a ser utilizado no final dos anos 90 e início dos anos 2000 para caracterizar objetos conectados à internet, produzindo ou processando dados de forma autônoma em tempo real. IoT é um fenômeno que envolve um contexto diverso e complexo, na qual atuam diversos atores, incluindo a sociedade como um todo. Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho é propor um modelo de referência para IoT, considerando aspectos de segurança e privacidade no cenário de IoT. Para tal, a metodologia utilizada neste trabalho foi de pesquisa bibliográfica e de cunho exploratório, utilizando método quantitativo e qualitativo para atingir alguns objetivos específicos. Como resultado, foi proposto um modelo de referência com base em arquiteturas e modelos de referência IoT estudados previamente, na qual são considerados três atores no cenário: os Usuários, o Referenciado e o Detentor, atores estes que são de vital importância para o fluxo informacional presente no cenário de IoT. Outro resultado, foi uma reflexão na qual, durante a coleta, o dispositivo não deveria ter conhecimento sobre o usuário ou entidade requisitante, pois, os usuários fazem uso da Tecnologia IoT através de uma camada de abstração disponibilizada pela Aplicação, bem como os dados devem ser protegidos e anonimizados através das funções presentes na camada de segurança. Além disso, o trabalho traz uma reflexão sobre a responsabilidade dos atores envolvidos com a privacidade dos indivíduos imersos no universo de IoT. / Internet of Things (IoT) is a generic term that has started being used between the end of the 90’s and beginning of the 00’s to characterize objects that are connected to the internet, producing or processing data in an autonomous way in real time. IoT is a phenomenon that involves a diverse and complex context, consisting of several agents, including the society as a whole. Saying that, the main goal of this work is to propose a reference model for IoT, considering aspects of security and privacy in this scenario. In order to achieve that, the methodology used for this work was bibliographical and exploratory research, but to reach some specific goals, using a quantitative and qualitative research showed necessary. As a result, a reference model was proposed based on architectures and reference models previously studied, in which three agents were included: Users, Referrer and Holder, all of them representing vital importance for the information flow present in the IoT scenario. Another result was a contemplation in which, during the mining phase, the device should not have known about the user or requesting entity, once users make use of the IoT Technology through an abstraction layer made available by the Application; moreover, the data must be protected through the functions present in the security layer. Also, the work brings a contemplation about agent’s responsibility in terms of user’s privacy in IoT world.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-12T13:20:57Z No. of bitstreams: 1 GillesVelleneuveTrindadeSilvano_DISSERT.pdf: 2067675 bytes, checksum: d29278b2012d7b784ea6116d148d7e95 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-14T13:19:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GillesVelleneuveTrindadeSilvano_DISSERT.pdf: 2067675 bytes, checksum: d29278b2012d7b784ea6116d148d7e95 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T13:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GillesVelleneuveTrindadeSilvano_DISSERT.pdf: 2067675 bytes, checksum: d29278b2012d7b784ea6116d148d7e95 (MD5) Previous issue date: 2017-09-04 / Redes sem-fio t?m evolu?do consideravelmente nos ?ltimos anos e consequentemente tem sido aplicadas nos mais diversos cen?rios, desde redes locais sem-fios at? redes de sensores sem-fios para Internet das Coisas (Internet of Things - IoT). Cada nova aplica??o apresenta suas pr?prias caracter?sticas, especificidades e consequentemente novos desafios que devem ser vencidos para que ela se torne vi?vel e seja enviada para produ??o e embarcada em dispositivos reais. Por?m, os simuladores de redes em geral n?o fornecem algumas importantes funcionalidades para as simula??es e avalia??es de aplica??es de redes sem-fio. Por exemplo, os simuladores exigem implementa??o da aplica??o direcionada para o ambiente do simulador exigindo o dobro de esfor?o dos desenvolvedores e problemas de integra??o entre as tecnologias utilizadas durante os testes e as utilizadas para embarcar a aplica??o em dispositivos reais. Al?m disso, os simuladores devem dar suporte a em cen?rios mais complexos de redes sem-fio como ambientes com alta mobilidade ou alta densidade de n?s. Por fim, o comportamento simulado por softwares e n?o na an?lise de dispositivos reais utilizando c?digo final, compilado para os dispositivos reais finais, n?o fornece a melhor visualiza??o do comportamento da aplica??o simulada. Para preencher essas lacunas desenvolvemos o LVWNet: um ambiente e simula??o baseado em virtualiza??o Linux para a avalia??o de aplica??es de redes sem-fio que oferece suporte a simula??o de c?digo real e ambiente h?brido de integra??o entre n?s virtuais e dispositivos reais, al?m de flexibilidade e baixo consumo de recursos. Nesse trabalho s?o apresentados os detalhes de implementa??o do LVWNEt e suas funcionalidades b?sicas atrav?s da simula??o de uma rede sem-fio IEEE 802.11s em um ambiente h?brido com suporte a mobilidade, no qual foram desenvolvidos testes para avaliar a autenticidade dos dados de simula??o obtidos durante os testes que comprovaram sua efici?ncia como ambiente de avalia??o de redes sem-fios. / Wireless networks have evolved considerably in recent years and have consequently been applied in a wide range of scenarios, from wireless local area networks to Internetof- Things (IoT) wireless sensor networks. Each new application presents its own characteristics, specificities and consequently new challenges that must be overcome in order for it to become viable and be sent to production and shipped to real devices. However, network simulators generally do not provide some important functionalities for the simulations and evaluations of wireless applications. For example, simulators require implementation of the application targeted to the simulator environment requiring twice the effort of the developers and problems of integration between the technologies used during the tests and those used to ship the application to real devices. In addition, simulators must support in more complex scenarios of wireless networks such as environments with high mobility or high node density. Finally, software-simulated behavior rather than real device analysis using final code, compiled for the final real devices, does not provide the best visualization of simulated application behavior. To fill these gaps we have developed LVWNet: a Linux-based virtualization-based simulation and environment for evaluating wireless network applications that supports real-world simulation and hybrid integration between virtual nodes and real devices, as well as flexibility and low resource consumption. This paper presents the implementation details of the LVWNEt and its basic functionalities through the simulation of an IEEE 802.11s wireless network in a hybrid environment with mobility support, in which tests were developed to evaluate the authenticity of the simulation data obtained during the tests that have proven their efficiency as evaluation environment of wireless networks.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-12-15T17:33:45Z No. of bitstreams: 1 RomuloFagundesCantanhede_DISSERT.pdf: 11043552 bytes, checksum: 870e5ee589d9e1687ad5ec43c2227011 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-12-28T18:37:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RomuloFagundesCantanhede_DISSERT.pdf: 11043552 bytes, checksum: 870e5ee589d9e1687ad5ec43c2227011 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-28T18:37:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomuloFagundesCantanhede_DISSERT.pdf: 11043552 bytes, checksum: 870e5ee589d9e1687ad5ec43c2227011 (MD5) Previous issue date: 2016-04-27 / A IoT (Internet of Things) prop?e que sistemas computacionais sejam formados por diversos dispositivos produtores e/ou consumidores de informa??o, permitindo o desenvolvimento de diversas solu??es baseadas na coleta e an?lise de dados. Por?m, al?m da coleta e an?lise de dados, ? necess?rio tamb?m tomar decis?es e agir com base nas mesmas. Nossa proposta ? de desenvolver uma plataforma de suporte para aplica??es de IoT permitindo n?o somente a coleta e an?lise de dados, mas tamb?m seu uso para a tomada de decis?o e a??o. A plataforma permite que qualquer dispositivo com acesso ? Internet possa enviar informa??es em formato variado, suportando o acompanhamento em tempo real dos dados coletados, assim como a defini??o de mecanismos de tomada de decis?o, como a ativa??o de um determinado dispositivo ou a gera??o de alertas. Como estudo de caso, a plataforma foi aplicada para monitorar um ambiente hospitalar. Alguns experimentos controlados foram realizados com o objetivo de avaliar a plataforma, permitindo a defini??o de alguns par?metros de dimensionamento para sua implanta??o. / The IoT(Internet of Things) proposes that computer systems are formed by several information producers and/or consumer devices, allowing the development of various solutions based on data collection and analysis. However, in addition to data collection and analysis, it is also necessary to make decisions and act on them. This work?s proposal is to develop a support platform for IoT applications, not only allowing data collection and analysis, but also their use for decision making and action. The platform will allow any device with Internet access to send information in various formats, supporting real-time monitoring of the collected data, as well as the definition of decision-making mechanisms, such as the activation of a particular device or the generation of alerts. As a case study, the platform was applied to monitor a hospital style environment. Some controlled experiments were conducted to evaluate the platform, providing the means for the definition of some design parameters for its deployment.

A Computação Ubíqua (UbiComp) foi introduzida na década de 90 como a área de pesquisa que estuda a integração da tecnologia às tarefas cotidianas, com a intenção de proporcionar aos usuários a manutenção do foco em suas atividades, reduzindo a necessidade de seu envolvimento com a gerência da infraestrutura computacional. Considerando esta perspectiva de integração das tecnologias, exigindo o mínimo de participação do usuário, um dos desafios centrais de pesquisa para contemplar essa proposta da UbiComp é a Ciência de Situação. A construção do suporte à Ciência de Situação para as aplicações ubíquas envolve a representação do contexto, a coleta, o armazenamento e o processamento dos dados contextuais, bem como a identificação e disseminação das situações, de forma autônoma. Dentre as maneiras que tem sido consideradas para materializar a UbiComp, vem se destacando a Internet das Coisas (Internet of Things - IoT). Esta abordagem utiliza a Internet como principal meio para interoperação entre dispositivos computacionais. Nesse sentido, a IoT tem como premissa unir o mundo físico ao digital, preconizando a ideia do “tudo conectado”, criando assim uma rede de objetos incorporados ao ambiente de forma ubíqua. Deste modo, esta tese tem como objetivo conceber uma arquitetura para provimento de Ciência de Situação às aplicações ubíquas, na perspectiva da infraestrutura da Internet das Coisas. A arquitetura, denominada SAUI (Situation-aware Architecture for Ubiquitous applications in the Internet of things), é concebida considerando os trabalhos previamente desenvolvidos pelo grupo de pesquisa GPPD/UFRGS, particularmente o middleware EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications) Entende-se como contribuições centrais desta tese: (i) a definição de uma abordagem híbrida para representação e processamento do contexto, visando à identificação de situações de interesse das aplicações; e (ii) a concepção de uma arquitetura distribuída, baseada em eventos e regras, visando o suporte à Ciência de Situação das aplicações ubíquas, considerando a infraestrutura provida pela IoT. As funcionalidades da Arquitetura SAUI são avaliadas através de cenários de uso nas áreas de agropecuária e saúde, sendo caracterizados os protótipos desenvolvidos, as tecnologias empregadas e os testes realizados. Os resultados obtidos corroboram com a abordagem da Arquitetura SAUI de considerar um suporte concomitante para operação distribuída, tratamento autônomo dos dados contextuais baseado em eventos e regras, e processamento híbrido do contexto, visando à identificação de situações de interesse das aplicações. / The Ubiquitous Computing (UbiComp) was introduced in the 90s as the area of research that studies the integration of technology in the everyday tasks, with the objective to keep the focus of the users in their activities, reducing the need of their involvement in the management of the computational infrastructure. Considering this perspective of technologies integration, requiring minimal user participation, one of the central research challenges is the situation awareness. The construction of the support to situation awareness for ubiquitous applications involves the representation of context; the acquisition, storage and processing of contextual data; and the identification and dissemination of situations, in autonomous way. Among the ways that have been considered to materialize UbiComp, has been highlighting the IoT (Internet of Things). This approach uses the Internet as the main means for interoperation between computing devices. In this sense, the IoT has the premise of join the physical and digital worlds, contemplating the idea of “everything connected”, thus creating a network of objects embedded in the environment ubiquitously. Thus, this thesis aims to design an architecture for providing situation awareness to ubiquitous applications, considering the IoT infrastructure. The architecture, called SAUI (Situation-aware Architecture for Ubiquitous applications in the Internet of things), is designed considering the work previously developed by the research group GPPD/UFRGS, particularly EXEHDA middleware (Execution Environment for Highly Distributed Applications) It is considered as central contributions of this thesis: (i) the definition of a hybrid approach for modeling and processing of context, aiming at identification of situations of interest of the applications; and (ii) the design of a distributed architecture, driven by events and rules, aiming at supporting the situation awareness of ubiquitous applications, considering an IoT infrastructure. The funcionalities of SAUI architecture are evaluated through usage scenarios in the areas of agriculture and healthcare. It was characterized the developed prototypes, the technologies used, and the tests performed. The results corroborate with the approach of SAUI architecture, which considers a concomitant support for distributed operation, autonomous handling of context based on events and rules, and hybrid processing of context, aiming at identification of situations.

Um dos principais desafios de pesquisa na UbiComp consiste em fornecer mecanismos para a ciência de contexto que promovam o desenvolvimento de aplicações que reajam de acordo com a dinâmica do ambiente de interesse do usuário. Para manter o conhecimento a respeito desse ambiente, a área da UbiComp pressupõe a utilização de informações produzidas e disponibilizadas em diferentes localizações, o tempo todo. Nesse sentido, os recentes avanços na área da Internet das Coisas (IoT) têm proporcionado uma crescente disponibilidade de sensores conectados em rede, os quais são potenciais produtores de informações contextuais do ambiente para aplicações ubíquas. Com essa motivação, nessa tese é apresentado o COIOT, um middleware para Internet das Coisas concebido com o objetivo de gerenciar a coleta e o processamento das informações contextuais do ambiente físico, bem como a atuação remota sobre o mesmo. O COIOT foi idealizado considerando os trabalhos previamente desenvolvidos pelo grupo de pesquisa GPPD (Grupo de Processamento Paralelo e Distribuído) da UFRGS, particularmente o middleware EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications). Na concepção do COIOT foi adotada uma abordagem distribuída de processamento de contexto que contempla tanto as premissas da IoT quanto as demandas das aplicações da UbiComp. A arquitetura proposta também contempla o gerenciamento de eventos distribuídos através de regras e triggers para tratar as mudanças de estados dos contextos de interesse. Além disso, a arquitetura proposta gerencia outros aspectos importantes nos cenários da IoT, como o tratamento da interoperabilidade, da heterogeneidade, apoio ao controle da escalabilidade e descoberta de recursos. As principais contribuições desta tese são: (i) a concepção de uma arquitetura para IoT capaz de realizar de forma distribuída tanto a coleta e processamento das informações contextuais, como a atuação remota no meio a fim de atender as aplicações da UbiComp e, (ii) a proposição de um modelo de processamento de eventos distribuídos adequado aos cenários da IoT. Para avaliar a arquitetura do COIOT foram realizados dois estudos de caso na área da agricultura. O primeiro estudo de caso foi desenvolvido em ambiente de produção a partir de demandas de pesquisadores da área da agricultura, particularmente da análise de sementes. Já o segundo estudo de caso teve como cenário de testes ambientes da viticultura de precisão. / One of the main research challenges in UbiComp is to provide mechanisms for context-aware to promote the development of applications that react according to the dynamics of user interest environment. To keep the knowledge of this environment, the area of UbiComp presupposes the use of information produced and made available in different locations, all the time. In this sense, the recent advances in the field of Internet of Things (IoT) have provided an increasing availability of sensors and actuators networked. These sensors are potential producers of contextual information. With this motivation, this thesis is presented the CoIoT, a middleware for Internet of Things (IoT) designed in order to manage the collect and processing of contextual information of the physical environment as well as remote actuation on it. The CoIoT was designed considering the work previously developed by the research group GPPD (Parallel Processing Group and distributed) of UFRGS, particularly middleware EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications). In designing the CoIoT it was adopted a distributed approach of context processing that includes both the principles of IoT as the demands of the applications of UbiComp. The proposed architecture also includes rules based and triggers mechanisms to deal with events that characterize the changes of states of the contexts of interest. In addition, the proposed architecture manages other important aspects of IoT scenarios such as the treatment of interoperability, heterogeneity, support the control of scalability and resource discovery. Until now, the central contributions of this thesis include: (i) the design of an architecture for IoT able to perform distributed way both the collect and processing of contextual information, such as remote actuation in the environment in order to meet UbiComp applications and, (ii) the proposition of a distributed event processing model appropriate to the IoT scenarios. In order to evaluate the CoIoT architecture, two case studies were carried out in the area of agriculture. The first case study was developed in a production environment based on the demands of agricultural researchers, particularly seed analysis. On the other hand, the second case study was based on precision testing of viticulture environments.