Os objetivos deste trabalho de mestrado consistem em determinar: (i) como modificar a arquitetura de referência de Internet das Coisas para identificar e priorizar as necessidades dos usuários em um determinado contexto; (ii) como transformar dados sociais subjetivos em uma medida objetiva de impacto social; (iii) como correlacionar informações sociais e dados digitais de forma a medir a satisfação dos usuários com os serviços de Internet das Coisas desenvolvidos; (iv) como validar o sistema total; e (v) se a arquitetura é reconfigurável e pode ser adotada e validada em diferentes casos de uso. O método de desenvolvimento começa de uma extensa investigação bibliográfica sobre projetos, arquiteturas e plataformas de Internet das Coisas desenvolvidas e em desenvolvimento, tecnologia social e teoria de grafos. É proposto um mapa conceitual que serve de base a todo o trabalho. A teoria de grafos fornece um conjunto de métricas que permite identificar as reais necessidades de usuários e comunidades e, então, especificar as aplicações e serviços de Internet das Coisas a serem desenvolvidos. ´E proposta uma função de fitness para avaliar a satisfação de requisitos de uma especificação. A validação do método é feita por meio de um estudo de caso. Para uma cidade hipotética são descritos os serviços educacionais, de saúde e de transporte disponíveis. É identificado o problema de oferecimento de serviços educacionais a comunidades distantes e a necessidade desses serviços se integrarem com as entidades culturais e de saúde. Com isso, ´e especificada a aplicação Aula Móvil. Essa aplicação é completamente descrita por meio dos modelos de domínio, de informação, funcional e de comunicação da arquitetura de referência IoT-A. Para o desenvolvimento do software, é feita uma descrição completa em UML: diagrama de classes e diagramas de sequência. Apesar de se ter adotado um estudo de caso simples, fica demonstrada a viabilidade de se integrar a avaliação de dados estatísticos sociais no ciclo de projeto de aplicações de Internet das Coisas. ´E mostrado também que as aplicações de Internet das Coisas geram impacto social a curto, médio e longo prazos. O método e arquitetura propostos neste trabalho são suficientemente genéricos para serem utilizados em outras aplicações relacionadas a uma cidade e também em outros domínios como os de M2M e da iniciativa Industry 4.0. / The objectives of this master thesis consist in determining: (i) how modify an IoT reference architecture to identify and prioritize end user\'s needs in a given context; (ii) how transform subjective social data in a objective measure of social impact; (iii) how correlate social data and digital data to measure the end users\' satisfaction with the developed IoT services; (iv) how validate the total system; and (v) if the architecture is reconfigurable and can be adopted and validated in di?erent use cases. The development method started with and extensive bibliographic research about IoT projects, architectures and platforms, already developed and under development, social technology and graphs theory. A conceptual map is proposed and is used as a basis for the entire work. The graphs theory provides a set of metrics that allow the identification of end users\' and communities\' needs and, then, to specify the IoT applications and services to be developed. A fitness function is proposed to evaluate the fulfillment of requirements of a specification. The whole method validation is made by means of a case study. To do so, the available educational, health and transport services of a hypothetical city are described. The problem of o?ering educational services to distant communities and the need to integrate such services to the cultural and health entities are identified. As a result, a Mobile Class application is specified. This application is completely described by the domain, informational, functional and communicational models of the IoT-A reference architecture. For the software development, a complete UML description is made: class diagrams and sequence diagrams. In spite of having adopted a simple case study, the feasibility of integrating the social statistical data evaluation in the design cycle of IoT applications is demonstrated. It is also shown that IoT applications generate social impact in the short, medium and large terms. The method and architecture proposed in this work are generic enough to be used in other applications related to a city as is other domains as M2M and from the Industry 4.0 Initiative.

Os objetivos deste trabalho de mestrado consistem em determinar: (i) como modificar a arquitetura de referência de Internet das Coisas para identificar e priorizar as necessidades dos usuários em um determinado contexto; (ii) como transformar dados sociais subjetivos em uma medida objetiva de impacto social; (iii) como correlacionar informações sociais e dados digitais de forma a medir a satisfação dos usuários com os serviços de Internet das Coisas desenvolvidos; (iv) como validar o sistema total; e (v) se a arquitetura é reconfigurável e pode ser adotada e validada em diferentes casos de uso. O método de desenvolvimento começa de uma extensa investigação bibliográfica sobre projetos, arquiteturas e plataformas de Internet das Coisas desenvolvidas e em desenvolvimento, tecnologia social e teoria de grafos. É proposto um mapa conceitual que serve de base a todo o trabalho. A teoria de grafos fornece um conjunto de métricas que permite identificar as reais necessidades de usuários e comunidades e, então, especificar as aplicações e serviços de Internet das Coisas a serem desenvolvidos. ´E proposta uma função de fitness para avaliar a satisfação de requisitos de uma especificação. A validação do método é feita por meio de um estudo de caso. Para uma cidade hipotética são descritos os serviços educacionais, de saúde e de transporte disponíveis. É identificado o problema de oferecimento de serviços educacionais a comunidades distantes e a necessidade desses serviços se integrarem com as entidades culturais e de saúde. Com isso, ´e especificada a aplicação Aula Móvil. Essa aplicação é completamente descrita por meio dos modelos de domínio, de informação, funcional e de comunicação da arquitetura de referência IoT-A. Para o desenvolvimento do software, é feita uma descrição completa em UML: diagrama de classes e diagramas de sequência. Apesar de se ter adotado um estudo de caso simples, fica demonstrada a viabilidade de se integrar a avaliação de dados estatísticos sociais no ciclo de projeto de aplicações de Internet das Coisas. ´E mostrado também que as aplicações de Internet das Coisas geram impacto social a curto, médio e longo prazos. O método e arquitetura propostos neste trabalho são suficientemente genéricos para serem utilizados em outras aplicações relacionadas a uma cidade e também em outros domínios como os de M2M e da iniciativa Industry 4.0. / The objectives of this master thesis consist in determining: (i) how modify an IoT reference architecture to identify and prioritize end user\'s needs in a given context; (ii) how transform subjective social data in a objective measure of social impact; (iii) how correlate social data and digital data to measure the end users\' satisfaction with the developed IoT services; (iv) how validate the total system; and (v) if the architecture is reconfigurable and can be adopted and validated in di?erent use cases. The development method started with and extensive bibliographic research about IoT projects, architectures and platforms, already developed and under development, social technology and graphs theory. A conceptual map is proposed and is used as a basis for the entire work. The graphs theory provides a set of metrics that allow the identification of end users\' and communities\' needs and, then, to specify the IoT applications and services to be developed. A fitness function is proposed to evaluate the fulfillment of requirements of a specification. The whole method validation is made by means of a case study. To do so, the available educational, health and transport services of a hypothetical city are described. The problem of o?ering educational services to distant communities and the need to integrate such services to the cultural and health entities are identified. As a result, a Mobile Class application is specified. This application is completely described by the domain, informational, functional and communicational models of the IoT-A reference architecture. For the software development, a complete UML description is made: class diagrams and sequence diagrams. In spite of having adopted a simple case study, the feasibility of integrating the social statistical data evaluation in the design cycle of IoT applications is demonstrated. It is also shown that IoT applications generate social impact in the short, medium and large terms. The method and architecture proposed in this work are generic enough to be used in other applications related to a city as is other domains as M2M and from the Industry 4.0 Initiative.

Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-07-26T17:16:36Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3263751 bytes, checksum: 7ac8739b55aa723353d94f530579f4fc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T17:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3263751 bytes, checksum: 7ac8739b55aa723353d94f530579f4fc (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In the current global scenario, the power sector crisis is evident, and to maintain an economic development compatible with this growth, many countries are investing in energy production from many different sources, renewable and clean or not, to supply the growing demand. The integration of these new energy sources demands realtime coordination. Thus, monitoring units need to be reliable besides a good processing and data transmission are needed. In this paper it’s proposed to implement a data acquisition system for current and voltage signals with a low cost embedded platform, focused in hardware programation coupled with the acquisition and conditioning module to apply a Smart Grid concept.This system are responsible for performing analysis of voltage and current provided from electrical grid and transform these informations to readable informations for embedded platform, making possible manipulate this informations from surpevisory systems. With these data, the supervisory systems can analyze and make decisions based on information provided by the platform and use to apply in different concepts present in Smart Grid, such as energy flow control, minimizing the effects of electricity lack, design of distributed generation from renewable sources, identification of energy theft, reduction of technical losses, power monitoring and others. To develop this system was used a Beaglebone Black© development platform, associated with a module for conditioning unit of voltage and current signals, that module was developed by the Optimization Lab Power Systems program (LOSE) of the Electrical Engineering Department (DEE) from Federal University of Paraíba (UFPB). This module is responsible for conditioning the signal voltage and current supplied by the power grid adapting them to the specifications required for reading and conversion in Beaglebone Black© development platform. / No atual cenário mundial, a crise do setor elétrico está cada vez mais evidente, e para se manter um nível de desenvolvimento econômico compatível com este crescimento, muitos países estão investindo no aumento da produção de energia elétrica a partir de diversas fontes, sejam estas renováveis e limpas ou não, para suprir a crescente demanda. A integração dessas novas fontes de energia demanda coordenação em tempo real. Desta forma, unidades confiáveis de monitoramento, processamento e transmissão de dados são necessárias. Neste trabalho propõe-se a implementação de um sistema para aquisição de dados para sinais de tensão e corrente, por meio de uma plataforma de desenvolvimento embarcado de baixo custo associado com foco na programação de hardware, aliado a um módulo de aquisição e condicionamento de sinais para aplicação do conceito de Redes Elétricas Inteligentes - REI (do inglês Smart Grid). O sistema é responsável por realizar a leitura da tensão e da corrente fornecidos pela rede elétrica e transformar-los para informações analisáveis pela plataforma de desenvolvimento, possibilitando assim, a manipulação por sistemas supervisórios. Em posse destes dados, os sistemas supervisórios podem, além de analisar, tomar decisões baseadas nas informações fornecidas pela plataforma e utilizar-las para aplicar em diversos conceitos presentes nas REIs, tais como controle do fluxo de energia, minimização dos efeitos da falta da energia elétrica, concepção de geração distribuída a partir de fontes renováveis, identificação de furtos de energia, redução de perdas técnicas, monitoramento da qualidade de energia e outros. Para o desenvolvimento deste sistema foi utilizado a plataforma de desenvolvimento Beaglebone Black©, associada a uma unidade de condicionamento de sinais de tensão e corrente desenvolvido pelo Progama de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica no Laboratório de Otimização de Sistemas de Energia (LOSE) do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE), da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). Este módulo é reponsável por condicionar os sinais de tensão e corrente fornecidos pela rede elétrica adequando-os às especificações necessárias para leitura e conversão na plataforma de desenvolvimento Beaglebone Black©.