Com o crescimento da utilização das redes de computadores e também o aumento da utilização das redes de dispositivos para a automação, torna-se cada vez mais atrativo se pensar em uma solução que integre essas tecnologias. Em cada uma das áreas se observa um aumento da utilização da tecnologia LonWorks em redes distribuídas de dispositivos, e a consolidação do Simple Network Management Protocol (SNMP) como um protocolo padrão para o gerenciamento das redes de computadores. Neste trabalho foi desenvolvido um agente proxy SNMP, capaz de auxiliar no gerenciamento de uma rede de automação baseada na tecnologia LonWorks através do uso de ferramentas já disponíveis no mercado para a realização do gerenciamento das redes de computadores. Esse tipo de solução possibilita que uma mesma equipe possa gerenciar as duas estruturas de rede, através de um mesmo sistema, facilitando a interação entre os dispositivos e reduzindo o custo atrelado à manutenção das equipes. O agente foi desenvolvido através da utilização de uma Application Programming Interface (API), que implementa toda a estrutura de comunicação SNMP; e para realizar o gerenciamento foi criada uma Management Information Base (MIB), com algumas informações de diagnóstico do dispositivo. / With the growth of the computer networks use and also the increase of devices network for the automation use, becomes each more attractive think about a solution that integrates these technologies. In each one of those areas it observes, an increase of the LonWorks technology use in distributed networks of devices, and the consolidation of the Simple Network Management Protocol (SNMP) as a protocol standard for the management of the computer networks. In this work was developed a proxy agent SNMP, capable to assist the management of control network, based on the LonWorks technology, through the available tools use already in the market for the accomplishment of the computer networks management. This solution type makes possible that same team can manage two network structures, through the same system, facilitating the interaction between the devices and reducing maintenance teams cost. The agent was developed through of an Application Programming Interface (API) use, that implements all the communication structure SNMP; and to achieve the management was created a Management Information Base (MIB), with some information of devices diagnosis.

Com o crescimento da utilização das redes de computadores e também o aumento da utilização das redes de dispositivos para a automação, torna-se cada vez mais atrativo se pensar em uma solução que integre essas tecnologias. Em cada uma das áreas se observa um aumento da utilização da tecnologia LonWorks em redes distribuídas de dispositivos, e a consolidação do Simple Network Management Protocol (SNMP) como um protocolo padrão para o gerenciamento das redes de computadores. Neste trabalho foi desenvolvido um agente proxy SNMP, capaz de auxiliar no gerenciamento de uma rede de automação baseada na tecnologia LonWorks através do uso de ferramentas já disponíveis no mercado para a realização do gerenciamento das redes de computadores. Esse tipo de solução possibilita que uma mesma equipe possa gerenciar as duas estruturas de rede, através de um mesmo sistema, facilitando a interação entre os dispositivos e reduzindo o custo atrelado à manutenção das equipes. O agente foi desenvolvido através da utilização de uma Application Programming Interface (API), que implementa toda a estrutura de comunicação SNMP; e para realizar o gerenciamento foi criada uma Management Information Base (MIB), com algumas informações de diagnóstico do dispositivo. / With the growth of the computer networks use and also the increase of devices network for the automation use, becomes each more attractive think about a solution that integrates these technologies. In each one of those areas it observes, an increase of the LonWorks technology use in distributed networks of devices, and the consolidation of the Simple Network Management Protocol (SNMP) as a protocol standard for the management of the computer networks. In this work was developed a proxy agent SNMP, capable to assist the management of control network, based on the LonWorks technology, through the available tools use already in the market for the accomplishment of the computer networks management. This solution type makes possible that same team can manage two network structures, through the same system, facilitating the interaction between the devices and reducing maintenance teams cost. The agent was developed through of an Application Programming Interface (API) use, that implements all the communication structure SNMP; and to achieve the management was created a Management Information Base (MIB), with some information of devices diagnosis.

As redes de controle tendem a ser cada vez mais utilizadas nos sistemas de automação. Sua interconexão com a Internet também apresenta uma interessante alternativa, gerando uma demanda para novos estudos. Este trabalho considera a interconexão entre redes de controle LonWorks e redes baseadas no Internet Protocol (IP) sob o ponto de vista de quatro categorias de aplicações: monitoração remota de redes LonWorks via rede IP; gerenciamento remoto de redes LonWorks via rede IP; utilização de backbone IP para interligar diferentes redes LonWorks; e utilização de backbone IP para interligar diferentes redes LonWorks com aplicações de requisitos de tempo real. Quatro questões delimitam o escopo do estudo: que tipos de soluções existem para a interconexão entre redes LonWorks e IP; que tipos de parâmetros de rede devem ser considerados para uma solução baseada em redes LonWorks/IP e como eles podem ser utilizados para estabelecer requisitos de uma certa aplicação; a quais requisitos cada uma das quatro categorias de aplicações referidas está associada; quais tipos de soluções, dentre as apresentadas, melhor atendem a cada uma das quatro categorias de aplicações. As respostas a essas questões foram embasadas tanto em estudos teóricos quanto em experimentos. Através do levantamento do estado da arte dessa área, reunindo o conhecimento atual, procurou-se uniformizar a nomenclatura associada e apresentar uma série de elementos e conceitos que servem como base teórica para avaliação e projeto de soluções de interconexão entre redes LonWorks e IP. Introduziu-se também novas explicações, exemplos e considerações sobre o assunto. Desenvolveu-se um aplicativo que permite emular uma situação de laço de controle sobre redes LonWorks e IP, obtendo-se uma ferramenta prática para a realização de testes ou mesmo para auxiliar na elaboração de projetos de novas redes LonWorks interligadas a redes IP. Como contribuições do trabalho, destacam-se: levantamento de parâmetros de rede quantitativos para estabelecimento de requisitos de aplicações LonWorks e IP; desenvolvimento de um aplicativo para experimento de controle sobre LonWorks/IP; análise do conhecimento atual sobre a tecnologia LonWorks, harmonizando as diversas visões; elucidação dos relacionamentos entre as soluções tecnológicas para interconexão LonWorks/IP com as categorias de aplicações da tecnologia. / Control networks utilization on automation systems has been increasing. Their interconnection with the Internet is also an interesting option, creating the necessity of new studies. This work considers the interconnection between LonWorks control networks and IP-based networks. Four categories of applications are the focus: remote monitoring of LonWorks networks thorugh IP networks; remote management of LonWorks networks through IP networks; use of an IP network as a backbone to interconnect more than one LonWorks network; and the same use of an IP network for applications with real time requirements. Four questions establish the escope of this study: what kinds of solutions are available to provide interconnection between LonWorks and IP networks; what kinds of network parameters should be considered in a LonWorks/IP based solution and how can they be used to determine requirements for an application; which are the most common requirements for each one of the four categories of applications; and which solution does best fit to each category. The answers of these questions were based on theoretical studies and experiments. The notation used in different references was unified, and basic concepts and elements about the topic were presented. New explanations, examples and considerations were also introduced. A software application to emulate a control loop running over LonWorks/IP networks has been developed. This tool can be used for tests and even as a start point for real projects. The main contributions of this work are: identification of quantitative network parameters for establishement of requirements of LonWorks/IP applications; creation of a software application to run a control loop over LonWorks/IP networks; analysis of current knowledge about LonWorks technology; and identification of relationships between technological solutions for LonWorks/IP interconnection and categories of application of the technology.

A busca constante por soluções mais eficientes, tanto no âmbito técnico como econômico, tem levado à crescente adoção de sistemas de automação baseados em redes de controle e transdutores inteligentes. A fragmentação desse mercado, no entanto, decorrente da proliferação de inúmeros protocolos e especificações para as redes de controle, impõe restrições e entraves ao desenvolvimento dos transdutores e dos sistemas de automação. A família de normas IEEE 1451 procura atenuar esse problema propondo interfaces padronizadas entre os transdutores e as redes, permitindo separar o projeto do transdutor da escolha da rede de controle. Neste trabalho foi desenvolvido um transdutor inteligente baseado na norma IEEE 1451.2 (STIM) e sua interface para a rede de controle LonWorks (NCAP). Através do desenvolvimento e avaliação dos protótipos foi verificada a aplicabilidade da norma e dos conceitos gerais da IEEE 1451, comprovando ainda seu uso em uma rede para a qual, no presente momento, não se tem conhecimento de solução similar. Constatou-se também que um transdutor inteligente baseado na IEEE 1451.2 pode ser desenvolvido com ferramentas e componentes comerciais de fácil acesso e baixo custo, e que é possível agregar os benefícios da IEEE 1451 às qualidades presentes nas redes LonWorks. Verificou-se ainda que a aceitação da IEEE 1451 no mercado é ainda incipiente, sendo imprescindível a publicação das demais normas que compõe a família para facilitar e incentivar sua adoção e disseminação. / The need for more efficient and cost-effective solutions in the control and automation market drives the increasing demand for systems based on control networks and smart transducers. However, the fragmented nature of the control network market hinders the development of solutions based on such technologies. The IEEE 1451 family of standards tries to solve this problem by specifying a common set of interfaces between the transducers and the control networks, isolating the transducer\'s project from the choice of networks. In this work, a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard (STIM) and its interface module to a LonWorks network (NCAP) were developed. Through the development and evaluation of the prototypes, the applicability of the standard and the concepts involved in the IEEE 1451 were verified. It was confirmed that a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard can be developed with low-cost, off-the-shelf components and software tools, and that it is possible to combine the benefits of the IEEE 1451 with the qualities of the LonWorks system. It was also perceived that the acceptance of the IEEE 1451 in the market is quite low, and that the release of the remaining standards that make up the IEEE 1451 family is essential for its success.

Este trabalho faz um levantamento dos Sistemas de Iluminação Automáticos (SIA) utilizados atualmente, das tecnologias empregadas e das linhas de pesquisas que vêm surgindo neste tema. É analisada também a relação dos sistemas de controle distribuído (SCD) com os SIA e com a automação predial. Um estudo de caso de um SIA que utiliza um SCD como plataforma tecnológica também é analisado. Ao final da dissertação, propõe-se uma tese, fruto das análises feitas durante este trabalho, que visa aumentar a modularidade, a flexibilidade e a interoperabilidade dos sistemas de automação predial baseados em SCD. Durante a dissertação são descritas: as características da luz; a relação entre a luz e o ser humano; os principais componentes de um SIA; as características básicas de um SCD; e a tecnologia Lonworks. / This work describes the Illumination Automatic Systems (IAS) used nowadays, the used technologies and the research lines that arise in this knowledge area. It\'s also analyzed the relation between Distributed Control Systems (DCS), IAS and building automation. A case study is done with a system that uses IAS and DCS. In the end of this work, it\'s suggested a thesis, result of analyses done during this work, with the objective of increasing the modularity, flexibility and interoperability of buildings automation systems based on DCS technologies. During this dissertation is described: the light characteristics; the relation between light and the human being; the main components of IAS; the characteristics of a DCS; and the Lonworks technology.

Este trabalho faz um levantamento dos Sistemas de Iluminação Automáticos (SIA) utilizados atualmente, das tecnologias empregadas e das linhas de pesquisas que vêm surgindo neste tema. É analisada também a relação dos sistemas de controle distribuído (SCD) com os SIA e com a automação predial. Um estudo de caso de um SIA que utiliza um SCD como plataforma tecnológica também é analisado. Ao final da dissertação, propõe-se uma tese, fruto das análises feitas durante este trabalho, que visa aumentar a modularidade, a flexibilidade e a interoperabilidade dos sistemas de automação predial baseados em SCD. Durante a dissertação são descritas: as características da luz; a relação entre a luz e o ser humano; os principais componentes de um SIA; as características básicas de um SCD; e a tecnologia Lonworks. / This work describes the Illumination Automatic Systems (IAS) used nowadays, the used technologies and the research lines that arise in this knowledge area. It\'s also analyzed the relation between Distributed Control Systems (DCS), IAS and building automation. A case study is done with a system that uses IAS and DCS. In the end of this work, it\'s suggested a thesis, result of analyses done during this work, with the objective of increasing the modularity, flexibility and interoperability of buildings automation systems based on DCS technologies. During this dissertation is described: the light characteristics; the relation between light and the human being; the main components of IAS; the characteristics of a DCS; and the Lonworks technology.

A busca constante por soluções mais eficientes, tanto no âmbito técnico como econômico, tem levado à crescente adoção de sistemas de automação baseados em redes de controle e transdutores inteligentes. A fragmentação desse mercado, no entanto, decorrente da proliferação de inúmeros protocolos e especificações para as redes de controle, impõe restrições e entraves ao desenvolvimento dos transdutores e dos sistemas de automação. A família de normas IEEE 1451 procura atenuar esse problema propondo interfaces padronizadas entre os transdutores e as redes, permitindo separar o projeto do transdutor da escolha da rede de controle. Neste trabalho foi desenvolvido um transdutor inteligente baseado na norma IEEE 1451.2 (STIM) e sua interface para a rede de controle LonWorks (NCAP). Através do desenvolvimento e avaliação dos protótipos foi verificada a aplicabilidade da norma e dos conceitos gerais da IEEE 1451, comprovando ainda seu uso em uma rede para a qual, no presente momento, não se tem conhecimento de solução similar. Constatou-se também que um transdutor inteligente baseado na IEEE 1451.2 pode ser desenvolvido com ferramentas e componentes comerciais de fácil acesso e baixo custo, e que é possível agregar os benefícios da IEEE 1451 às qualidades presentes nas redes LonWorks. Verificou-se ainda que a aceitação da IEEE 1451 no mercado é ainda incipiente, sendo imprescindível a publicação das demais normas que compõe a família para facilitar e incentivar sua adoção e disseminação. / The need for more efficient and cost-effective solutions in the control and automation market drives the increasing demand for systems based on control networks and smart transducers. However, the fragmented nature of the control network market hinders the development of solutions based on such technologies. The IEEE 1451 family of standards tries to solve this problem by specifying a common set of interfaces between the transducers and the control networks, isolating the transducer\'s project from the choice of networks. In this work, a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard (STIM) and its interface module to a LonWorks network (NCAP) were developed. Through the development and evaluation of the prototypes, the applicability of the standard and the concepts involved in the IEEE 1451 were verified. It was confirmed that a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard can be developed with low-cost, off-the-shelf components and software tools, and that it is possible to combine the benefits of the IEEE 1451 with the qualities of the LonWorks system. It was also perceived that the acceptance of the IEEE 1451 in the market is quite low, and that the release of the remaining standards that make up the IEEE 1451 family is essential for its success.

As redes de controle tendem a ser cada vez mais utilizadas nos sistemas de automação. Sua interconexão com a Internet também apresenta uma interessante alternativa, gerando uma demanda para novos estudos. Este trabalho considera a interconexão entre redes de controle LonWorks e redes baseadas no Internet Protocol (IP) sob o ponto de vista de quatro categorias de aplicações: monitoração remota de redes LonWorks via rede IP; gerenciamento remoto de redes LonWorks via rede IP; utilização de backbone IP para interligar diferentes redes LonWorks; e utilização de backbone IP para interligar diferentes redes LonWorks com aplicações de requisitos de tempo real. Quatro questões delimitam o escopo do estudo: que tipos de soluções existem para a interconexão entre redes LonWorks e IP; que tipos de parâmetros de rede devem ser considerados para uma solução baseada em redes LonWorks/IP e como eles podem ser utilizados para estabelecer requisitos de uma certa aplicação; a quais requisitos cada uma das quatro categorias de aplicações referidas está associada; quais tipos de soluções, dentre as apresentadas, melhor atendem a cada uma das quatro categorias de aplicações. As respostas a essas questões foram embasadas tanto em estudos teóricos quanto em experimentos. Através do levantamento do estado da arte dessa área, reunindo o conhecimento atual, procurou-se uniformizar a nomenclatura associada e apresentar uma série de elementos e conceitos que servem como base teórica para avaliação e projeto de soluções de interconexão entre redes LonWorks e IP. Introduziu-se também novas explicações, exemplos e considerações sobre o assunto. Desenvolveu-se um aplicativo que permite emular uma situação de laço de controle sobre redes LonWorks e IP, obtendo-se uma ferramenta prática para a realização de testes ou mesmo para auxiliar na elaboração de projetos de novas redes LonWorks interligadas a redes IP. Como contribuições do trabalho, destacam-se: levantamento de parâmetros de rede quantitativos para estabelecimento de requisitos de aplicações LonWorks e IP; desenvolvimento de um aplicativo para experimento de controle sobre LonWorks/IP; análise do conhecimento atual sobre a tecnologia LonWorks, harmonizando as diversas visões; elucidação dos relacionamentos entre as soluções tecnológicas para interconexão LonWorks/IP com as categorias de aplicações da tecnologia. / Control networks utilization on automation systems has been increasing. Their interconnection with the Internet is also an interesting option, creating the necessity of new studies. This work considers the interconnection between LonWorks control networks and IP-based networks. Four categories of applications are the focus: remote monitoring of LonWorks networks thorugh IP networks; remote management of LonWorks networks through IP networks; use of an IP network as a backbone to interconnect more than one LonWorks network; and the same use of an IP network for applications with real time requirements. Four questions establish the escope of this study: what kinds of solutions are available to provide interconnection between LonWorks and IP networks; what kinds of network parameters should be considered in a LonWorks/IP based solution and how can they be used to determine requirements for an application; which are the most common requirements for each one of the four categories of applications; and which solution does best fit to each category. The answers of these questions were based on theoretical studies and experiments. The notation used in different references was unified, and basic concepts and elements about the topic were presented. New explanations, examples and considerations were also introduced. A software application to emulate a control loop running over LonWorks/IP networks has been developed. This tool can be used for tests and even as a start point for real projects. The main contributions of this work are: identification of quantitative network parameters for establishement of requirements of LonWorks/IP applications; creation of a software application to run a control loop over LonWorks/IP networks; analysis of current knowledge about LonWorks technology; and identification of relationships between technological solutions for LonWorks/IP interconnection and categories of application of the technology.

Οι μοντέρνες σχεδιαστικές προσεγγίσεις των κτιρίων απαιτούν την παροχή διαδραστικών ανέσεων στους ανθρώπους που ζουν και εργάζονται στο εσωτερικό τους. Ο οικιακός και κτιριακός αυτοματισμός, όμως, χαρακτηρίζεται από μεγάλη ανομοιογένεια μεταξύ των περισσοτέρων εγκατεστημένων συστημάτων, τα οποία αποτελούν κλειστά συστήματα. Είναι αναγκαία, λοιπόν, η εύρεση μεθόδων για τη μεταξύ τους ολοκλήρωση, καθώς και στροφή σε πιο ανοικτά συστήματα τα οποία θα παρέχουν ευελιξία και διαλειτουργικότητα. Ένας αριθμός συστημάτων και εφαρμογών έχει δημιουργηθεί προς αυτή την κατεύθυνση, ενώ καθημερινά παρουσιάζονται νέες περισσότερο “έξυπνες” συσκευές με πολλαπλές δυνατότητες δικτύωσης, χρήσης τεχνολογιών διαδικτύου και ασύρματης επικοινωνίας. Οι δυνατότητες αυτές, φαίνεται να αποτελούν και τα συστατικά για μία επιτυχή παροχή ηλεκτρονικών υπηρεσιών στο χώρο. Η διδακτορική διατριβή έρχεται να ερευνήσει τη δημιουργία και χρήση σημασιολογικών περιγραφών στο περιβάλλον του κτιριακού αυτοματισμού και να υλοποιήσει μία οντολογία που περιγράφει τον κτιριακό δίκτυο LonWorks, ενώ επεκτείνεται και σε γενικότερες συσκευές και διαδικασίες που χαρακτηρίζουν το χώρο. Επί πλέον, γίνεται η έρευνα για τη μεθοδολογία αξιοποίησης των ανωτέρω περιγραφών και των δικτυακών υπηρεσιών, καταλήγοντας στη σχεδίαση και υλοποίηση μίας πλατφόρμας που ενσωματώνει μία σειρά εργαλείων, ώστε ο μηχανικός δικτύου να μπορεί να σχεδιάσει και να αναπτύξει τις απαραίτητες δικτυακές υπηρεσίες για τη δημιουργία και παροχή ηλεκτρονικών υπηρεσιών. Συγκεκριμένα, περιγράφει τη μεθοδολογία για την υλοποίηση των δικτυακών υπηρεσιών που θα αντλήσουν την πληροφορία από το υποκείμενο δίκτυο αυτοματισμού, ασχέτως του βαθμού ετερογένειας που το χαρακτηρίζει, και το μεταξύ τους συνδυασμό ώστε να δημιουργήσει τις δικτυακές υπηρεσίες. / Modern building design approaches require interactive amenities provision to people who live and work within them. Home and Building Automation, however, is characterized by great diversity among most installed systems, which are non-open systems. It is necessary therefore to find methods for integration between them, and move to more open systems that provide flexibility and interoperability. A number of systems and applications have been developed towards this direction, and every day there are new more "smart" devices with multiple networking technologies using Internet and wireless communication. These features appear to constitute the ingredients for a successful delivery of electronic services in the area. This thesis is to investigate the creation and use of semantic descriptions in the environment of building automation, implement an ontology describing a LonWorks network, and extended it to more general equipment and procedures that characterize the area. Moreover, a survey is performed around the methodology for the use of these descriptions along with network services, resulting in the design and implementation of a platform. The platform incorporates a set of tools enabling the network engineer to design and develop the necessary web services needed to create e-services. Specifically, it describes the implementation methodology of web services that will draw information from the underlying automation network, regardless of each heterogeneity degree, and each amongst combination to create web services.

Este trabalho de pesquisa aprofunda o conhecimento associado aos sistemas de automação modernos baseados em redes de controle LonWorks®, visando torná-los mais facilmente utilizáveis como meios de implementar ambientes pervasivos. Para tanto, foi proposto um modelo de relacionamento dinamicamente reconfigurável entre dispositivos de uma rede de controle, que permite conferir a um sistema de automação distribuído algumas características previstas na computação pervasiva. É proposta uma extensão do modelo de objetos na tecnologia LonWorks®, utilizando conceitos de middleware, de forma a conferir aos módulos da rede a capacidade de auto-gerenciamento dinâmico, de modo a modificar os seus comportamentos à medida que novas situações sejam identificadas. A extensão proposta foi aplicada experimentalmente, visando a sua validação e refinamento, como o sistema de comunicação interno de uma empresa, substituindo os PABXs convencionais, considerado em maiores detalhes. Constatou-se a impossibilidade de sua implementação com a tecnologia LonWorks® atual, que utiliza conexões estáticas, necessitando de um operador ou integrador para configurá-las, caso não seja adotada a extensão proposta. Como estudo de caso o projeto de um PABX baseado na tecnologia LonWorks® foi avaliado e discutido, contribuindo para a geração de uma nova metodologia de concepção de sistemas de automação que possam atender algumas propostas previstas na computação pervasiva. É proposto integrar a Tecnologia da Informação e Comunicação, com as ações e os comportamentos convencionais que as pessoas apresentam. Essa metodologia proposta supera os desafios de projetistas de sistemas de automação de ambientes, em especial os prediais, e obtém integração entre processos de forma que as pessoas não percebam que estão interagindo com um computador, cuja presença deverá cada vez mais se tornar onipresente. Além de facultar interfaces fáceis e naturais, tem-se também a incorporação dos conceitos da computação sensível a contexto nos sistemas de automação. / Pervasive or ubiquitous computing, proposes the integration between the information and communication technology with the actions and common behaviors presented by people. One of the challenges that it imposes to the environmental automation systems developers, specially building automation developers, is that this integration is processed in such a way that people do not realize they are interacting with a computer, thus its presence becomes omnipresent. Besides the need of an easy and natural interface, there is also the need to incorporate the sensitive computing context to the automation systems. The current control networks utilized in automation systems, building, home and industrial control do not show resources that support the requirements of pervasive computing. This research intend to improve the knowledge associated to modern automation systems, based on LonWorks® control networks, viewing to make them more easily usable as ways to implement pervasive environments. For that, a dynamically settable relationship model was proposed between the intelligent devices of a control network, which allows providing some foreseen characteristics on pervasive computing in a distributed automation system. A LonWorks® technology object model extension is proposed, using middleware concepts, in a dynamic way, to modify behaviors when new situations are identified. The proposed extension was experimentally applied to a few use cases, aiming at its validation and refinement, such as the internal communication of a company, which replaces the usual PABX, which was considered in greater detail. The impossibility of its implementation was found with the current technology, without the use of the proposed extension. Those cases were evaluated and discussed, contributing to a new automation system concept technology that can support provided proposals on pervasive computing.