Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3995.pdf: 8199055 bytes, checksum: fe73999fdd4d316360ddc4fcf8e96d37 (MD5) Previous issue date: 2009-07-16 / In this MSc project an interpretation service was designed and implemented containing a knowledge base built from the integration of ontologies and a fuzzy inference system. Besides interpreting what is occurring in the environment, the main feature of this service is to provide additional information on the phenomenon being observed, such as neighboring risks. The knowledge base was generated with the help of experts in the field of emergency preparedness and response. For the real-time monitoring to be effective it is necessary that the data captured by sensors from the physical environment be interpreted in a fast and accurate way. Context interpretation can be either simple when handling information ambiguities and replication or highly complex when different contexts and events correlation are involved. Wireless sensors networks are increasingly being used as powerful tools for the monitoring of environments subject to life and assets risk situations, such as fires, toxic gas leaks and explosions. Emergency management systems that incorporate wireless sensor networks are being used to support emergency first responders in the decision making process where response time is crucial for the success of rescue operations. To validate the proposed interpretation service, implemented as a tool to aid in emergency situations, a use case was built using a local company plant. The context interpretation service built from the integration of ontologies and fuzzy techniques has shown to be a potential aid tool for the monitoring of physical environments subject to emergency situations / Neste trabalho um serviço de interpretação de contexto foi projetado e implementado contendo uma base de conhecimento formada pela integração de ontologias e por um sistema de inferência fuzzy. A principal característica desse serviço é fornecer informações adicionais sobre o fenômeno sendo observado, como por exemplo, riscos vizinhos a um incêndio. A base de conhecimento foi gerada com a ajuda de especialistas no domínio de preparação e resposta a emergências. Para que o monitoramento em tempo-real seja eficaz é necessário que os dados capturados por sensores no ambiente físico sejam interpretados de forma correta e rápida. A interpretação de contextos pode ser simples para tratar ambigüidades e repetição de informação ou bastante complexa envolvendo a correlação de diferentes eventos e contextos. Redes de sensores sem fio estão sendo utilizadas cada vez mais como poderosas ferramentas de monitoramento em ambientes sujeitos a situações de risco à vida e ao patrimônio, tais como incêndios, vazamentos de gases tóxicos e explosões. Sistemas de gerenciamento da emergência que integram redes de sensores sem fio vêm sendo utilizados como apoio à tomada de decisão para equipes de resposta a emergências em que o tempo-resposta nessas condições torna-se fator preponderante visando o sucesso de operações práticas de salvamento. De modo a validar o serviço de interpretação proposto e implementado como ferramenta de auxílio em palcos emergenciais, foi implementada uma prova de conceito referente a uma planta industrial de uma empresa situada no município de São Carlos. A interpretação de contexto realizada com a integração de ontologias e técnicas fuzzy mostra ser uma solução potencial para a monitoração de ambientes físicos sujeitos a situações emergenciais.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-10-23T12:11:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Melo e Maranhão - 2015.pdf: 2879073 bytes, checksum: 25e096adcb3251cd2153a4b4c5e41a3a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-23T13:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Melo e Maranhão - 2015.pdf: 2879073 bytes, checksum: 25e096adcb3251cd2153a4b4c5e41a3a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-23T13:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Guilherme Melo e Maranhão - 2015.pdf: 2879073 bytes, checksum: 25e096adcb3251cd2153a4b4c5e41a3a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-06 / Context-aware computing investigates how to seamlessly enable the interaction among computing devices and the environment, or context, in which they are located in. The literature has defined the life cycle of context data as composed of four phases: acquisition, modelling, reasoning and dissemination. These latter two phases have been strongly influenced by the heterogeneity of published data, as a consequence of the increasing deployment of sensors. A great challenge reported in the literature has been the development of mechanisms for handling and reasoning about sensor data, and also for notifying contextaware applications in an efficient and relevant manner. Aiming to solve this problem, this research focuses on a new approach for semantic context reasoning and filtering in accordance with design principles recommended by the literature. As a result of this work, the main contributions include an extensible and maintainable mechanism for semantic context filtering; the architectural model of a context reasoning component, called Hermes Interpreter (HI); the Hermes Base component, which exposes an API for accessing a publish-subscribe-based communication middleware; and HI’s functional validation and performance evaluation in a simulated scenario of vital signs monitoring in Intensive Care Units and wards. This research demonstrated the efficiency of the behaviour of the semantic filtering mechanism for end users applications. Besides, by increasing the number of subscribers, it was observed that the response time was acceptable in almost all experiments. Despite this, it was also verified the high cost of the semantic filtering processing in comparison with pure context reasoning activities. Regarding the HI component’s architectural design, this work recommends it as a reusable artifact for researches on the subject of context reasoning. / A computação sensível a contexto é a área da Ciência da Computação que estuda os meios para possibilitar a interação entre dispositivos computacionais e o ambiente, ou contexto, em que estão inseridos. Para promover essa interação, a literatura define quatro etapas para o ciclo de vida da informação de contexto: aquisição, modelagem, interpretação e disseminação. Dentre essas etapas, as de interpretação e disseminação têm sido fortemente impactadas pela heterogeneidade dos dados publicados, resultante da crescente implantação de sensores. Criar mecanismos para manipular e interpretar essas informações e depois notificá-las de maneira eficiente e com relevância para as aplicações sensíveis a contexto tem sido um desafio reportado pela ciência. Diante do problema apresentado, esse trabalho objetiva alinhar os princípios de projeto recomendados pela literatura com uma proposta de abordagem para interpretação e filtragem de contexto fundamentados em modelagem contextual semântica. Portanto, as principais contribuições deste trabalho incluem um mecanismo extensível e manutenível de filtragem semântica de contexto; o modelo arquitetural de um componente interpretador de contexto, denominado Hermes Interpreter, desenvolvido a partir de princípios de projeto defendidos da literatura; o componente Hermes Base, que expõe API de acesso para um middleware de comunicação, que opera sob o paradigma publish/subscribe; e por último, validações funcionais e de desempenho do Hermes Interpreter em cenário de simulação de monitoramento de sinais vitais de pacientes em UTIs e enfermarias. Por meio delas, comprovou-se a eficiência do mecanismo de filtragem para notificar de maneira precisa e eficiente os dados relevantes para os usuários. Além disso, observou-se que, devido a características de implementação, por maior que seja a quantidade de assinantes, o tempo de resposta foi aceitável em praticamente todos os experimentos. Apesar disso, constatou-se o alto custo do processamento de filtros em comparação às atividades puramente de interpretação de contexto. Por último, o projeto arquitetural do componente constitui um artefato reutilizável para pesquisas na área de intepretação de contexto.