A crescente demanda por processamento, armazenamento e transmissão de dados estão geralmente associados com maior consumo de energia. Essa questão é relevante nos aspectos ambientais e financeiros. Já em termos operacionais, a ineficiência no consumo de energia é especialmente impactante nos dispositivos móveis, devido a limitação na fonte de alimentação. Esse estudo aborda a preocupação com a eficiência energética aplicada aos dispositivos, protocolos de rede e arquitetura de comunicação. Propõe e apresenta novas abordagens e estratégias para eficiência energética utilizando os conceitos de dynamic adaptation e smart sleeping. Por meio de simulações e métricas de comparação dois cenários são avaliados considerando dispositivos sem fio. No primeiro os protocolos HTTP e FTP para transferência de dados são confrontados apontando vantagem para o uso do HTTP nas condições atuais de demanda. No segundo cenário a arquitetura para eficiência energética proposta é avaliada e alcança redução de até 90.20% no consumo de energia. No primeiro cenário é utilizado o TCP convencional e no segundo cenário o M-TCP. Ambos cenários consideram canal sem fio sem mobilidade e BER próxima a zero.

O objetivo desta dissertação é avaliar se as tecnologias de Web Semântica podem contribuir para o desenvolvimento do protocolo Internet Registry Information Service Protocol (IRIS). IRIS é um novo protocolo para o serviço de informação sobre registros da Internet. Ele ainda encontra-se em fase de desenvolvimento por um grupo de trabalho do Internet Engineering Task Force (IETF). O objetivo do grupo de trabalho é desenvolver e padronizar um novo protocolo para substituir o protocolo Whois. Whois é o protocolo padrão utilizado atualmente para serviços de informação sobre registros da Internet, por exemplo nomes de domínios, endereços Internet Protocol (IP), sistemas autônomos, dentre outros. A principal motivação para o desenvolvimento do novo protocolo foi a crescente preocupação com a segurança dos dados armazenados na base de dados Whois pois o protocolo Whois não provê nenhum mecanismo de segurança. Outro motivo foi a ausência de suporte a base de dados distribuída porque o protocolo Whois foi desenvolvido para uma base de dados centralizada e, consequentemente, não atende aos requisitos padrões para protocolos da Internet. Até agora, o grupo de trabalho abordou e solucionou dois dos principais problemas do protocolo Whois: (1) segurança e (2) suporte à base de dados distribuída. Entretanto, o desenvolvimento de um novo padrão envolve um grande investimento da comunidade, em particular com respeito a políticas baseadas em consenso. Além disso, existe uma grande barreira a ser vencida para a adoção do novo protocolo: a adoção pelos usuários. O novo protocolo deve ter longevidade sem necessidade de atualização ou substituição por outro protocolo. Para atingir esse objetivo, é preciso não apenas satisfazer necessidades imediatas, como segurança, mas prever necessidades futuras. Este estudo envolveu as seguintes atividades de pesquisa: (1) análise comparativa dos atuais protocolos de busca de informação sobre registros da Internet, (2) o estudo aprofundado do protocolo IRIS e (3) a avaliação de novas tecnologias que pudessem ser incorporadas ao novo protocolo, em particular tecnologias de Web Semântica. Os resultados deste estudo demonstraram que as tecnologias de Web Semântica garantiriam a flexibilidade e extensibilidade necessárias para que o protocolo possa se adaptar às necessidades atuais e futuras. Para validar os resultados teóricos do estudo foi implementado um protótipo baseado na especificação do protocolo IRIS utilizando tecnologias de Web semântica. Dois tipos de experimentos foram conduzidos: (1) experimentos comparando os desempenhos do protótipo e do cliente Whois e (2) avaliação de desempenho do protótipo baseada em testes de carga. Finalmente, a implementação do protótipo e subsequentes experimentos serviram como prova de conceito de que as tecnologias de Web Semântica podem contribuir para o sucesso do protocolo IRIS. / The aim of this thesis is to evaluate whether Semantic Web technologies can contribute to Internet Registry Information Service Protocol (IRIS) protocol development. IRIS is a new protocol for providing an information service for Internet resources. It is currently still under development by an Internet Engineering Task Force (IETF) working group. The objective of the working group is to develop and standardize a new protocol to replace the Whois protocol. Whois is the standard protocol used today by information services for Internet resources, i.e. domain names, Internet Protocol (IP) addresses, autonomous systems, amongst others. The motivation to develop a new protocol was based on increasing concerns regarding the security of data stored in the Whois database as the Whois protocol does not provide any security mechanism. Another motivation was the absence of support for distributed databases as the Whois protocol was developed for a centralized database, hence it no longer meets the standard requirements for Internet protocols. So far, the working group has tackled and solved two main issues concerning the Whois protocol: (1) security and (2) support for distributed databases. However, the development of a new standard demands a great investment from the community, in particular with respect to consensus-based policies. Additionally, there is one major barrier against adopting the new protocol: the users adoption. The new protocol must have longevity without being updated or replaced by another protocol. To reach this goal, it is necessary to meet not only the current requirements, such as security issues, but to cater also for future requirements. This thesis is concerned with the following research activities: (1) comparative analysis of the current protocols used to provide information services on Internet resources, (2) the IRIS protocol analysis and (3) the evaluation of new technologies that could be incorporated in the new protocol, in particular Semantic technologies. The results demonstrate that Semantic Web technologies could provide the necessary flexibility and extensibility to meet the current and future requirements of IRIS. To validate the theoretical results a prototype based on the IRIS specification was implemented using Semantic Web technologies. Two types of experiments were conducted: (1) experiments comparing the Whois and the prototype performance and (2) performance evaluation of the prototype based on load tests. Finally, the prototype implementation and subsequent experiment results serve as a proof-of-concept that Semantic Web technologies could contribute towards the IRIS protocol success.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-03-23 / In smart grid, electrical equipment can monitor and control the power supplied to the consumers through bi-directional data communication. There is a tendency in the standardisation of communication of these equipment with the control center of a power substation (CCSEE). Currently, many electrical equipment commercially available on the market already communicate using the commercial communication protocols such as DNP3, Modbus and IEC 61850. But in the brazilian power system there are still old devices (legacy) that are in operation in the distribution and transmission networks. Many of these devices either have no communication characteristics or use proprietary communication protocols. Thus, this study proposes an infrastructure, based on a wireless sensor network (WSN), to allow the integration of legacy electrical equipment into a smart grid. In this case, each legacy electrical device is connected to a WSN's sensor node, and the sink node runs a middleware to enable the integration, based on the commercial communication protocols, of this device with the smart grid. This middleware performs, among other activities, the conversion/translation of the messages exchanged between the CCSEE and the electrical equipment installed on the smart grid. This infrastructure also provides some facilities to meet the requirements of communication between the electrical devices of a smart grid, such as security, response time and scalability. These requirements are important and necessary since the communication, monitoring and operation of the equipment in a power system are considered critical activities. Keywords: Middleware, smart grid, wireless sensor network (WSN), communication protocols, smart metering / Em uma smart grid, os equipamentos elétricos podem monitorar e controlar a energia elétrica fornecida aos consumidores por meio de uma comunicação de dados bidirecional. Há uma tendência na padronização da comunicação desses equipamentos com o centro de controle de uma subestação de energia elétrica (CCSEE). Atualmente, muitos equipamentos elétricos comercializados no mercado já se comunicam utilizando protocolos de comunicação comerciais, tais como o DNP3, o Modbus e o IEC 61850. Mas, no sistema elétrico brasileiro ainda há equipamentos antigos (legados) que estão em operação nas redes de distribuição e transmissão de energia elétrica. Muitos desses equipamentos ou não possuem características de comunicação ou utilizam um protocolo de comunicação proprietário. Assim, este estudo propõe uma infraestrutura, baseada em redes de sensores sem fio (RSSFs), para permitir a integração de equipamentos elétricos legados a uma smart grid. Nesse caso, cada equipamento elétrico legado está conectado a um nó sensor de uma RSSF, e o nó sink executa um middleware para possibilitar a integração, baseada em protocolos de comunicação comerciais, desse equipamento com a smart grid. Esse middleware realiza, entre outras atividades, a conversão/tradução das mensagens trocadas entre o CCSEE e os equipamentos elétricos instalados na smart grid. Essa infraestrutura oferece também algumas facilidades para o atendimento dos requisitos de uma comunicação entre os equipamentos elétricos de uma smart grid, tais como segurança, tempo de resposta e escalabilidade. Esses requisitos são importantes e necessários, uma vez que a comunicação, o monitoramento e a operação de equipamentos de um sistema elétrico são considerados atividades críticas. Palavras-chaves: Middleware, smart grid, redes de sensores sem o (RSSFs), protocolos de comunicação, smart metering

O objetivo desta dissertação é avaliar se as tecnologias de Web Semântica podem contribuir para o desenvolvimento do protocolo Internet Registry Information Service Protocol (IRIS). IRIS é um novo protocolo para o serviço de informação sobre registros da Internet. Ele ainda encontra-se em fase de desenvolvimento por um grupo de trabalho do Internet Engineering Task Force (IETF). O objetivo do grupo de trabalho é desenvolver e padronizar um novo protocolo para substituir o protocolo Whois. Whois é o protocolo padrão utilizado atualmente para serviços de informação sobre registros da Internet, por exemplo nomes de domínios, endereços Internet Protocol (IP), sistemas autônomos, dentre outros. A principal motivação para o desenvolvimento do novo protocolo foi a crescente preocupação com a segurança dos dados armazenados na base de dados Whois pois o protocolo Whois não provê nenhum mecanismo de segurança. Outro motivo foi a ausência de suporte a base de dados distribuída porque o protocolo Whois foi desenvolvido para uma base de dados centralizada e, consequentemente, não atende aos requisitos padrões para protocolos da Internet. Até agora, o grupo de trabalho abordou e solucionou dois dos principais problemas do protocolo Whois: (1) segurança e (2) suporte à base de dados distribuída. Entretanto, o desenvolvimento de um novo padrão envolve um grande investimento da comunidade, em particular com respeito a políticas baseadas em consenso. Além disso, existe uma grande barreira a ser vencida para a adoção do novo protocolo: a adoção pelos usuários. O novo protocolo deve ter longevidade sem necessidade de atualização ou substituição por outro protocolo. Para atingir esse objetivo, é preciso não apenas satisfazer necessidades imediatas, como segurança, mas prever necessidades futuras. Este estudo envolveu as seguintes atividades de pesquisa: (1) análise comparativa dos atuais protocolos de busca de informação sobre registros da Internet, (2) o estudo aprofundado do protocolo IRIS e (3) a avaliação de novas tecnologias que pudessem ser incorporadas ao novo protocolo, em particular tecnologias de Web Semântica. Os resultados deste estudo demonstraram que as tecnologias de Web Semântica garantiriam a flexibilidade e extensibilidade necessárias para que o protocolo possa se adaptar às necessidades atuais e futuras. Para validar os resultados teóricos do estudo foi implementado um protótipo baseado na especificação do protocolo IRIS utilizando tecnologias de Web semântica. Dois tipos de experimentos foram conduzidos: (1) experimentos comparando os desempenhos do protótipo e do cliente Whois e (2) avaliação de desempenho do protótipo baseada em testes de carga. Finalmente, a implementação do protótipo e subsequentes experimentos serviram como prova de conceito de que as tecnologias de Web Semântica podem contribuir para o sucesso do protocolo IRIS. / The aim of this thesis is to evaluate whether Semantic Web technologies can contribute to Internet Registry Information Service Protocol (IRIS) protocol development. IRIS is a new protocol for providing an information service for Internet resources. It is currently still under development by an Internet Engineering Task Force (IETF) working group. The objective of the working group is to develop and standardize a new protocol to replace the Whois protocol. Whois is the standard protocol used today by information services for Internet resources, i.e. domain names, Internet Protocol (IP) addresses, autonomous systems, amongst others. The motivation to develop a new protocol was based on increasing concerns regarding the security of data stored in the Whois database as the Whois protocol does not provide any security mechanism. Another motivation was the absence of support for distributed databases as the Whois protocol was developed for a centralized database, hence it no longer meets the standard requirements for Internet protocols. So far, the working group has tackled and solved two main issues concerning the Whois protocol: (1) security and (2) support for distributed databases. However, the development of a new standard demands a great investment from the community, in particular with respect to consensus-based policies. Additionally, there is one major barrier against adopting the new protocol: the users adoption. The new protocol must have longevity without being updated or replaced by another protocol. To reach this goal, it is necessary to meet not only the current requirements, such as security issues, but to cater also for future requirements. This thesis is concerned with the following research activities: (1) comparative analysis of the current protocols used to provide information services on Internet resources, (2) the IRIS protocol analysis and (3) the evaluation of new technologies that could be incorporated in the new protocol, in particular Semantic technologies. The results demonstrate that Semantic Web technologies could provide the necessary flexibility and extensibility to meet the current and future requirements of IRIS. To validate the theoretical results a prototype based on the IRIS specification was implemented using Semantic Web technologies. Two types of experiments were conducted: (1) experiments comparing the Whois and the prototype performance and (2) performance evaluation of the prototype based on load tests. Finally, the prototype implementation and subsequent experiment results serve as a proof-of-concept that Semantic Web technologies could contribute towards the IRIS protocol success.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado no INESC e orientado pelo Prof. Doutor Ireneu Dias e Prof. Doutor Sérgio Mendonça / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na Novabase e orientado pelo Eng.º Pedro Faúlha / Tese de mestrado integrado. Engenharia Informátca e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Automação, Instrumentação e Controlo. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000413102-Texto+Completo-0.pdf: 1154669 bytes, checksum: f44f67d48eecd7a5905469e66658d40f (MD5) Previous issue date: 2009 / This work describes R-MAC, a medium access protocol conceived aiming at power consumption requirements of a wireless sensor network (WSN). In order to better explain the proposed protocol, first there is a study on wireless networks in general. All layers of a WSN are introduced, with emphasis on the medium access control (MAC) layer, which is R-MAC’s main target. The medium access problem is discussed, and some major concerns are investigated. A discussion on related protocols is also conducted, and specific aspects of the studied protocols are considered in R-MAC´s design. R-MAC targets event driven WSNs, having periodic collection, unaware of network latency, and presenting a low transmission rate. In addition, a technique is proposed for searching new connections every time a node leaves the network. This technique results in improvements in the interaction time of the node with the network. The proposed protocol is of easy implementation in microprocessor based WSN nodes, and its efficiency and applicability have been shown through the evaluation of power estimation equations. / Este trabalho descreve o R-MAC, um protocolo de acesso ao meio projetado para atender as requisições de energia das Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs). A fim de melhor explicar o protocolo proposto, em um primeiro momento foi realizado um estudo em redes wireless em geral. Todas as camadas de uma RSSF são introduzidas, com ênfase na camada de controle de acesso ao meio (MAC), que é a motivação principal do R-MAC. O problema do acesso ao meio é discutido, e alguns tópicos de interesse são investigados. Uma discussão de protocolos relacionados também é conduzida, e os aspectos específicos dos protocolos estudados considerados no projeto do R-MAC. O R-MAC foi desenvolvido para RSSF dirigidas a eventos, com coleta periódica, insensível a latência da rede e com baixa taxa de envio. A eficiência no consumo de cada nodo, aumenta o tempo de vida da RSSF como um todo. Além disso, propõe-se uma técnica para buscar novas conexões toda vez que um nodo sair da rede. Esta técnica resulta no aumento da interação de cada nodo com a rede. O protocolo proposto é de fácil implementação em nodos de RSSFs baseados em microprocessador, e suas eficiência e aplicabilidade foram mostradas com a avaliação de equações para estimar o consumo de potência.