Nos últimos anos, um dos principais desafios globais está relacionado com a eficiência energética, sendo o desperdício de energia um dos fatores a ser destacado. Tal desperdício pode ser superado com o uso do Sistema de Automação Residencial (SAR). Vale frisar que os SARs são fortemente dependentes da sua infraestrutura interna, visto que esta é a base de uma casa inteligente. A Rede de Sensores e Atuadores sem Fio (RSASF) é uma solução promissora e de fácil implantação para ser utilizada como infraestrutura em um SAR. Entretanto, o uso das RSASFs como infraestrutura para monitorar e atuar (isto é, processo de tomada de decisão) no contexto de um SAR traz um novo problema. Tal problema remete não apenas a falta de um método para realizar a decisão dentro do próprio nó da RSASF, mas também a ausência em investigar um trade-off entre a precisão nas tomadas de decisões e o consumo de energia dos nós da rede. Além disso, a falta de uma infraestrutura distribuída, com baixo overhead e que reduza a latência do serviço são algumas das novas problemáticas para serem exploradas. Com isso, tem-se como desafio embarcar uma maior inteligência em dispositivos com recursos escassos, característica presente em uma RSASF. Para superar tais limitações, esta tese apresenta duas soluções de decisões inteligentes para uma infraestrutura residencial, nomeadas como ResiDI e ImPeRIum. O ResiDI é baseado em uma rede neural para atuar no processo de tomada de decisão dentro da RSASF, bem como em um mecanismo de correlação temporal para maximizar a eficiência energética da infraestrutura de comunicação. Já o ImPeRIum é baseado em um conjunto heterogêneo de dispositivos inteligentes para formar um ambiente computacional de fog, o qual gerencia as aplicações da residência por meio de uma rede neural. As soluções foram avaliadas extensivamente em diferentes cenários e comparadas com um trabalho da literatura. Os resultados reais e simulados, avaliados mediante uma análise estatística paramétrica e não-paramétrica, mostrou atingir o objetivo desta tese, sendo quatro deles notáveis: (i) aumento da precisão nas tomadas de decisões; (ii) redução no consumo de energia dos nós da rede; (iii) redução no tempo de resposta da atuação com baixa sobrecarrega; e (iv) eficiência na disseminação das informações. / In recent years, energy efficiency has become a major global challenge, and energy waste is a factor that needs to be highlighted. Such waste can be overcome with the use of Home Automation System (HAS). It should be stressed that the HASs are strongly dependent on its internal network, since this is the basis of a smart home. Wireless Sensor and Actuator Networks (WSANs) provide a modern and ubiquitous infrastructure for a smart home. However, the use of WSANs to monitor and act (i.e. decision-making process) as a control infrastructure within the context of HAS poses a new problem. Such problem refers not only to the lack of a method to execute the decision-making process within the WSAN, but also to the lack of investigating a trade-off between the decision-making accuracy and the extension of the WSAN nodes life-time. In addition, the lack of a distributed infrastructure, with low overhead in processing and that reduces service latency are some of the new problems to be addressed in the literature. With this, one has as a challenge to embark on greater intelligence in devices with scarce resources, a feature present in a WSAN. To overcome such limitations, this thesis presents two intelligent decision-making solutions for residential infrastructures, named ResiDI and ImPeRIum. ResiDI was developed based on a neural network to act in the decision-making process within the network, as well as a temporal correlation mechanism to maximize the energy consumption in the networks nodes. ImPeRIum was based on a heterogeneous set of smart objects to form a fog computational environment, which manages the applications of the residence through a neural network. The solutions were evaluated extensively in different scenarios and compared with an approach in the literature. The real and simulated results, evaluated through parametric and non-parametric tests, show that solutions make four key contributions: (i) increased decisionmaking; (ii) reduction in node energy consumption; (iii) reduction in action response time with low overload; and (iv) efficiency in the transmission of information.

This work consists in a performance evaluating of Asymmetrical cryptographic algorithms in embedded platforms used in Wireless Sensor Networks (WSN). The sensor devices have low computing power and energy, therefore safety techniques should not consume large amounts of resources. The asymmetric cryptographic algorithms RSA, ECC and MQQ were evaluated on platforms Desktop, ARM, MSP430 and AVR. The evaluations were performed using the SimpleScalar simulators, Sim-Panalyzer, MSPsim and AVRORA . The evaluation criteria were: processing time, memory usage and processor, as well as energy consumption. The data showed that the algorithm MQQ was more efficient than RSA and ECC algorithms in most assessment criteria, in addition, the ECC algorithm obtained the best results when compared with the RSA algorithm / Esse trabalho consiste na avaliação de desempenho de algoritmos criptográficos assimétrico em plataformas embarcadas usadas em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). Os dispositivos sensores têm baixa capacidade computacional e energética, portanto técnicas de segurança não devem consumir grande quantidade de recursos. Os algoritmos criptográficos assimétricos RSA, ECC e MQQ foram avaliados nas plataformas Desktop, ARM, MSP430 e AVR. A avaliação de desempenho foi realizada com auxílio dos simuladores SimpleScalar, Sim- Panalyzer, MSPsim e AVRORA. Os critérios de avaliação foram: tempo de processamento, uso de memória e processador, além do consumo de energia. Os dados revelaram que o algoritmo MQQ foi mais eficiente que os algoritmos RSA e ECC na maioria dos critérios de avaliação, além disso, o algoritmo ECC obteve os melhores resultados quando comparado com o algoritmo RSA

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2015-10-20T23:41:57Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o-Danilo-Vers?o-final-p?s-banca .pdf: 11564872 bytes, checksum: 0a0388f802ddac466fce74bea4b02895 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T23:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o-Danilo-Vers?o-final-p?s-banca .pdf: 11564872 bytes, checksum: 0a0388f802ddac466fce74bea4b02895 (MD5) Previous issue date: 2015-08-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Recently Wireless Sensor Networks have gained attention of researchers and industry around the world, such that many projects and solutions have been developed for various scenarios and applications. Such networks are formed by small sensor nodes with low processing power, few memory and few energy. Thus, resources are scarce, particularly energy, where, in most cases these nodes are powered by batteries, which is a crucial point in the network design. A kind of sensor network in which camera-enabled sensors are inserted are call Wireless Visual Sensor Networks. Because of this, these networks become able to recover large quantities of environment information which may to be interesting for several applications. However, in general, sensor networks are very vulnerable due to the nature of the communication and due also to the sensor nodes are, sometimes, in remote, hostile and hard to reach areas. Moreover, the sensor nodes are potentially inexpensive devices that can be easily purchased or designed by others to attack the network. So to mitigate these vulnerabilities, research in security area for such networks are required. However, traditional security mechanisms lead to very overhead of computing and communication can compromise the network performance when they are adopted. Thinking about it, this master's thesis aims to propose a new paradigm to ensure security for wireless visual sensor networks, being presented through a theoretical mathematical model to perform differentiation of areas in the monitoring environment to then considering the particularities of the application monitoring to provide security at different levels. Called Adaptive Encryption, this theoretical model can be used for various applications requiring different security assurances for different network locations, implying providing security at acceptable levels while consuming less network resources, above all energy. / Recentemente as Redes de Sensores Sem Fio t?m ganhado a aten??o de pesquisadores, da ind?stria e do meio acad?mico ao redor do mundo todo, de modo que muitos projetos e solu??es t?m sido desenvolvidas para diversos cen?rios e aplica??es. Essas redes s?o formadas por pequenos n?s sensores com pouco poder de processamento, mem?ria e energia. Sendo assim, os recursos s?o bastante escassos, principalmente energia, onde, na maioria das vezes estes n?s s?o alimentados por baterias, sendo este um ponto crucial no projeto da rede. Um tipo de rede de sensores em que os n?s possuem c?meras de v?deo embutidas s?o chamadas de Redes de Sensores Visuais Sem Fio. Devido a isso, tais redes se tornam capazes de recuperar grandes quantidades de informa??es do ambiente o que pode ser interessante para diversas aplica??es. Todavia, de forma geral, as redes de sensores s?o muito vulner?veis devido a natureza da comunica??o e devido tamb?m aos n?s sensores estarem, algumas vezes, em locais remotos, hostis e de dif?cil acesso. Al?m disso, os n?s sensores s?o dispositivos potencialmente baratos que podem ser facilmente adquiridos ou projetados por terceiros a fim de atacar a rede. Ent?o, visando atenuar essas vulnerabilidades, pesquisas na ?rea de seguran?a para tais redes s?o necess?rias. Contudo, os mecanismos de seguran?a tradicionais geram muito sobrecarga de computa??o e comunica??o podendo comprometer o desempenho da rede quando s?o adotados. Pensando nisso, este trabalho de mestrado tem como objetivo propor um novo paradigma para garantir seguran?a para redes de sensores visuais sem fio, sendo apresentado atrav?s um modelo matem?tico te?rico para realizar diferencia??o de ?reas no ambiente de monitoramento para, ent?o, considerando as particularidades da aplica??o de monitoramento, prover seguran?a em diferentes n?veis. Chamado de Criptografia Adaptativa, este modelo te?rico pode ser utilizado por diversas aplica??es que necessitem de garantias de seguran?a diferenciadas para diferentes locais da rede, o que implica em prover seguran?a em n?veis aceit?veis consumindo menos recursos da rede, principalmente energia.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-04-10T12:01:51Z No. of bitstreams: 1 MARCOS AUR?LIO BEHRENS.pdf: 3872179 bytes, checksum: edb54d47e1f7953187e4e8675003302b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T12:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS AUR?LIO BEHRENS.pdf: 3872179 bytes, checksum: edb54d47e1f7953187e4e8675003302b (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 / The objective of this work is to monitor the electrical equipment of a production line, aiming at monitoring in real time the state of the operation of the monitored machines, allowing the accomplishment of equipment management and early detection of operational deviations and faults. The developed system performs the measurement of the effective electric current through monitored equipment, use a network of sensors connected to a data concentrator module, which in turn performs the intermediate storage, the preliminary treatment of the data and the subsequent send an Internet platform of Things (Internet of Things - IoT). The preliminary treatment of data for analysis of the time series of values of electric currents to obtain an initial evaluation of the state of operation of the monitored machine. Then, the pre-processed information is sent via the internet, a usage platform for term storage, post-processing and real-time visualization of the data by users of interest. In the data platform, the data is formatted for visualization and evaluation of the users, allowing the presentation of alerts and knowledge when deviations are detected in relation to the normal operational parameters. When a current consumption behavior deviation is detected, correlating a potential failure type, the system signals additional information to a User's interest group (to the supervisor of the production line, for example), which in a planned manner, proceeds to some intervention without equipment, without prejudice of the production. The availability of the full-time series of stored data as well as the history of occurrences recorded throughout the use of the monitoring system but is still looking for correlations between data of other origins and nature, and the interpretation of the same data under other perspectives beyond the operation or maintenance of the machine. The monitoring system proposed in this work allows to provide a minimum of automation in old machines and opens the possibility of independent, parallel and non-intrusive monitoring in machines that already have a modern supervisory system. An industry that achieves the goal of making all its production equipment fully monitored is credited to take the next step towards Industry 4.0. / Este trabalho tem como objetivo apresentar um sistema de monitoramento de equipamentos el?tricos de uma linha de produ??o, visando o acompanhamento em tempo real do estado de opera??o das m?quinas monitoradas, permitindo a realiza??o da gest?o de opera??o desses equipamentos e a detec??o antecipada de desvios operacionais e de falhas. O sistema desenvolvido realiza a medi??o da corrente el?trica eficaz consumida pelos equipamentos monitorados, utilizando uma rede de sensores conectados a um m?dulo concentrador de dados, que por sua vez realiza o armazenamento intermedi?rio, o tratamento preliminar dos dados e o posterior envio a uma plataforma de Internet da Coisas (Internet of Things - IoT). O tratamento preliminar de dados visa ? an?lise da s?rie temporal dos valores das correntes el?tricas com o fim de obter uma avalia??o inicial do estado de opera??o da m?quina monitorada. Em seguida, essas informa??es pr?-processadas s?o enviadas via internet a uma plataforma de IoT com o objetivo de armazenamento a longo prazo, p?s-processamento e visualiza??o em tempo real dos dados pelos usu?rios de interesse. Na plataforma de IoT, os dados s?o formatados para exibi??o e avalia??o dos usu?rios considerando formatos gr?ficos compreens?veis, sendo poss?vel a emiss?o de alertas e de relat?rios ao serem detectados desvios em rela??o aos par?metros operacionais normais. Ao ser detectado um desvio de comportamento no consumo de corrente, correlacionando a algum tipo de falha em potencial, o sistema sinaliza informa??es adicionais a um usu?rio de interesse (ao supervisor da linha de produ??o, por exemplo), que de forma planejada, procede a alguma interven??o no equipamento, sem preju?zo da produ??o. A disponibilidade da s?rie temporal completa dos dados armazenados bem como o hist?rico de ocorr?ncias registrados ao longo do uso do sistema de monitoramento permite ainda a busca de correla??es entre dados de outras origens e naturezas, e a interpreta??o dos mesmos dados sob outras ?ticas em contextos al?m da opera??o ou manuten??o da m?quina. O sistema de monitoramento proposto permite prover um m?nimo de automa??o em m?quinas antigas e abre a possibilidade de monitoramento independente, paralela e n?o intrusiva em m?quinas que j? contam com um sistema supervis?rio moderno. Uma ind?stria que atinja o objetivo de tornar o conjunto de seus equipamentos produtivos totalmente monitorado se credencia para dar o pr?ximo passo rumo ? Ind?stria 4.0.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-04-10T19:18:40Z No. of bitstreams: 1 OLACIR CYPRIANO TOMASINI.pdf: 6590786 bytes, checksum: b6d94f63b6cd95a7ccae86495738c037 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T19:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OLACIR CYPRIANO TOMASINI.pdf: 6590786 bytes, checksum: b6d94f63b6cd95a7ccae86495738c037 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de S?o Paulo - FAPESP / Concern for the environment has intensified in recent years as a result of climate change and environmental disasters, requiring greater environmental awareness, together with the need to preserve the environment in an intelligent and sustainable way. Therefore the environmental monitoring appears with the purpose of evaluating and controlling possible environmental impacts, using for example a Network of Wireless Sensors - WSN. WSNs are an efficient means of tracking remote and difficult access sites that require monitoring for probable emergency conditions, such as landslides. In order to do so, we also used technologies that allowed the monitoring, control and collection of environmental parameters. The WSNF was installed in a location without the availability of wired power, using the wireless sensor node powered by a battery, charged by a photovoltaic panel. In addition, energy-saving strategies (SleepMode) were used via software to increase battery life. The results showed a WSNF capable of monitoring environmental quantities for long periods, since sophisticated algorithms were implemented aiming at energy saving, data processing and use of an application server for real time visualization of the data in graphic form. In this way, the technology proved to be efficient in meeting the proposal. / A preocupa??o com o meio ambiente intensificou-se nos ?ltimos anos em decorr?ncia das mudan?as clim?ticas e dos desastres ambientais, exigindo uma maior conscientiza??o ambiental, aliada ? necessidade de se preservar o meio ambiente de forma inteligente e sustent?vel. Logo a monitora??o ambiental aparece com a finalidade de avaliar e controlar poss?veis impactos ambientais, utilizando por exemplo uma Rede de Sensores Sem Fio ? RSSF. As RSSF s?o um meio eficiente de acompanhar locais remotos e de dif?cil acesso que necessitem de monitora??o para prov?veis condi??es emergenciais, como por exemplo deslizamentos. Para isso utilizaram-se tamb?m tecnologias que permitiram o monitoramento, o controle e a coleta de par?metros ambientais. Instalou-se a RSSF em um local sem disponibilidade de energia cabeada, utilizando-se assim o n? sensor sem fio energizado atrav?s de uma bateria, carregada por um painel fotovoltaico. Al?m disso, empregaram-se estrat?gias de economia de energia (SleepMode) via software para aumentar o tempo de vida da bateria. Os resultados mostraram uma RSSF capaz de monitorar grandezas ambientais por longos per?odos, uma vez que foram implementados algoritmos sofisticados visando a economia de energia, tratamento dos dados e utiliza??o de um servidor de aplica??o para visualiza??o em tempo real dos dados em forma gr?fica. Deste modo, a tecnologia se mostrou eficiente ao atender o proposto.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raphael Montali da Assumpcao.pdf: 4212017 bytes, checksum: 0f3ac0dc977e7baf5d1589a58db83ffd (MD5) Previous issue date: 2011-06-29 / This study analyzes the impact that Radio over Fiber technology, functioning as a transport network, causes to a Wireless Sensor Network. Phenomena present in Radio over Fiber system tnet degrade the RF signal are analyzed. For this impact verification a test bed was assembled with wireless sensors operating at the 915 MHz Range and RoF equipments. To avoid uncertainties caused by effects in radio signal propagation a channel emulation system capable of varying the attenuation imposed to the radio signal was used. In the conducted tests packet loss and received signal strength at the receiver were measured for two different modulations: FSK and MSK. In the first experiment the Wireless Sensor Network was tested without the introduction of the Radio over Fiber system, those results were used as a reference for the other tests. /n the second experiment tests with the introduction of a Radio over Fiber system creating a covering cell were made. In the third experiment a second RoF equipment was introduced to create a second covering cell. Ali the tests were repeated using a Low Noise Amplifier. The results show that it is possible to use RoF in a WSN implementation. However, the impact at the penalty introduced by the RoF on the cell covering distance was high, showing that in fact there is an impact in the covering distance. It was shown that the introduction of new covering cells adds additional penalty because of characteristics of the RoF. The introduction of the LNA was shown to be effective for fighting the degradation added by the RoF system. / O presente trabalho analisa o impacto que a tecnologia de R?dio Sobre Fibra, funcionando como rede de transporte, provoca a uma Rede de Sensores Sem Fio. S?o analisados os fen?menos presentes no sistema de r?dio sobre fibra que degradam o sinal de r?dio frequ?ncia. Para verifica??o deste impacto foi montada uma estrutura de testes com sensores Sem Fio operando na faixa de 915 MHz e equipamentos de RoF. Para evitar incertezas causadas por efeitos de propaga??o do sinal de r?dio foi utilizada uma bancada de emula??o de canal com capacidade para varia??o da atenua??o do sinal r?dio. Nos testes realizados foram medidas a perda de pacotes e a pot?ncia de sinal recebido na base receptora em duas modula??es diferentes: FSK e MSK. No primeiro experimento foram feitos testes com a Rede de Sensores Sem Fio sem a introdu??o do sistema de R?dio Sobre Fibra, cujos resultados foram utilizados como refer?ncia para os outros testes. No segundo experimento foram feitos testes com a introdu??o de um sistema de RoF criando uma c?lula de cobertura. No terceiro experimento foi introduzido um segundo equipamento de RoF criando uma segunda c?lula de cobertura. Todos os testes foram repetidos com a utiliza??o de um amplificador de baixo ru?do. Os resultados demonstram a possibilidade da implementa??o de RSSF com a utiliza??o de RoF. Entretanto, o impacto da penalidade introduzida pelo RoF na ?rea de cobertura da RSSF foi elevado, demonstrando que de fato existe uma penalidade em termos de dist?ncia de cobertura. Ficou demonstrado que a introdu??o de novas c?lulas acrescenta penaliza??o adicional devido a caracter?sticas do RoF. A introdu??o do LNA demonstrou ser eficaz para combater a degrada??o inserida pelo sistema RoF.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gerson Roberto Luqueta.pdf: 6509270 bytes, checksum: ca46642c2f88e2b7c6526f32ab1af762 (MD5) Previous issue date: 2012-12-06 / This present dissertation aims to propose the use of a wireless sensor network for monitoring the lethality of sterilization process in biologically contaminated materials that uses heat as a sterilizing agent, to replace a wired system. The survey also assesses if sensors could be used as monitors of the parameter in theoretical thermic lethality of the process, and therefore serves as an assistance element in decision making for releasing the materials sterilized in hospitls and laboratories. For this purpose, a platform with sensor nodes was mounted for temperature measurement process, lethality calculation and quality determination of the radio signal and is results were compared with wired commercial equipment. / A presente disserta??o tem por objetivo propor o uso de uma rede de sensores sem fio para monitora??o da letalidade de processo de esteriliza??o de materiais biologicamente contaminados que utiliza o calor como agente esterilizante, em substitui??o a um sistema com fio. A pesquisa avalia tamb?m se os sensores poder?o ser utilizados como monitores do par?metro da letalidade t?rmica te?rica do processo, e assim servirem como elemento de aux?lio na tomada de decis?o para a libera??o dos materiais esterilizados em hospitais e laborat?rios. Para tanto, uma plataforma com n?s sensores foi montada para medi??o da temperatura de processo, c?lculo da letalidade e determina??o da qualidade do sinal de r?dio e os seus resultados foram comparados com um equipamento comercial com fio.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIEL ADORNO GOMES-2.pdf: 6264883 bytes, checksum: cca792dc8793e5981e4202615260916c (MD5) Previous issue date: 2015-06-26 / This paper presents a proposal for architecture for interconnection of wireless sensor networks and the Internet using only the application layer, without the need to change the protocol stack of both networks. The architecture is based on the HTTP protocol, proposing the use of web services technology to interconnect the two network standards. From the installation of a wireless sensor network in a closed environment, its interconnection was performed with the Internet based on the proposed architecture using open standard technologies, the protocol for REST web services and cloud computing structure of the company Amazon Web Services. Information was collected to evaluate the functionality, reliability and system efficiency, accordingly to the ABNT standard, ISO / IEC 9126. The results showed the feasibility of implementing this proposal because it was shown that the interconnection is possible between these network standards using the application layer, reliably, efficiently and with the use of low cost resources. This study might encourage proposals to extend the accessibility of sensor networks to mobile devices. / Este trabalho apresenta uma proposta de arquitetura para interconex?o de redes de sensores sem fio e a Internet utilizando somente a camada de aplica??o, sem que haja a necessidade de altera??o da pilha de protocolos de ambas as redes. A arquitetura baseia-se no protocolo HTTP, propondo a utiliza??o da tecnologia de web services para interconectar os dois padr?es de rede. A partir da instala??o de uma rede de sensores sem fio num ambiente fechado, foi realizada a sua interconex?o com a Internet com base na arquitetura proposta, utilizando tecnologias de padr?o aberto, o protocolo para web services REST e uma estrutura de computa??o em nuvem da empresa Amazon Web Services. Foram coletadas informa??es para que se pudesse avaliar a funcionalidade, a confiabilidade e a efici?ncia do sistema, de acordo com a norma da ABNT, NBR ISO/IEC 9126. Os resultados apontaram para a viabilidade de implementa??o dessa proposta, pois, demonstrou-se que ? poss?vel a interconex?o entre esses padr?es de rede utilizando a camada de aplica??o, de forma confi?vel, eficiente e com a utiliza??o de recursos de baixo custo. Este estudo pode embasar propostas para estender a acessibilidade das redes de sensores aos dispositivos m?veis.

Este trabalho propõe estratégias de roteamento e de controle de acesso ao meio destinadas as redes urbanas, motivadas pelo monitoramento e controle de variáveis elétricas relacionadas à iluminação pública. Tais estratégias foram desenvolvidas segundo requisitos da aplicação, trabalhos encontrados na literatura, limitações do protocolo IEEE 802.15.4 e as especificações RFC 5548 e IEEE 802.15.4e (draft). As estratégias desenvolvidas foram incorporadas a protocolos encontrados na literatura, as quais geraram protocolos aperfeiçoados para redes urbanas, dentre eles GGPSR e gradiente em função da maior distância, utilizados para o tráfego divergente e convergente, respectivamente. O protocolo GGPSR é composto pelo algoritmo geográfico GPSR, geocast e retransmissões para os vizinhos seguindo o critério do GGPSR em caso de falha. O protocolo baseado na maior distância é composto pelo algoritmo do gradiente, o qual utiliza a maior distância no caso de receptores com pesos de gradiente iguais e retransmissões seguindo o mesmo critério. Foi utilizado um modelo de propagação realista, no qual foi aplicada a estratégia de mapeamento de vizinhos dos nós de acordo com a distância aproximada fornecida pelo atributo do pacote RSSI. Além disso, para ambos os tipos de tráfego, foi aplicado o mecanismo de controle de acesso ao meio RIT com o objetivo de minimizar o consumo energético. A avaliação dos protocolos gerados a partir dessas estratégias foi feita em simulação utilizando a ferramenta NS-2 integrada em cenários de grande escala fornecidos pela concessionária de iluminação pública Elektro, segundo os critérios de energia remascente da rede, média de atraso fim a fim e taxa de entrega fim a fim. Os resultados obtidos mostram que os protocolos gerados superam protocolos propostos na literatura; além disso, a estratégia baseada na distância obtida pelo atributo RSSI viabiliza a aplicação do protocolo GGPSR. Em relação à aplicação do RIT com a estratégia de parâmetros em função do gradiente, esta se mostrou mais eficiente em comparação com os parâmetros de RIT iguais para todos os nós. / This work proposes routing and medium access control strategies for urban networks, particularly related to monitoring and control of electric variables in the street lighting system. Such strategies were developed according to application requirements, studies in the literature, limitations of the IEEE 802.15.4 protocol, and RFC 5548 and IEEE 802.15.4e (draft) specifications. Strategies were incorporated into protocols found in the literature, which generated specific improved protocols for urban networks, including GGPSR and Gradient based on the farthest neighbor, applied to divergent and convergent traffic, respectively. The GGPSR protocol is composed by the GPSR algorithm, geocast and retransmissions to neighbors according to the GGPSR criterion when a failure occurs. The protocol based on the longest distance comprises the gradient algorithm, which considers the longest distance when receivers have equal gradient weights and retransmissions follow the same criterion. A realistic propagation model was used, implementing the strategy to map neighboring nodes according to the approximate distance provided by the RSSI packet attribute. Moreover, for both traffic ypes, the RIT medium access control mechanism was used in order to minimize energy consumption. Protocols generated by these strategies were evaluated through simulation in NS-2 tool applied to large scale scenarios provided by public street lighting concessionaire Elektro, according to the criteria of remaining energy network, end-to-end average delay and end-to-end delivery rate. Results show that the generated protocols outperform protocols proposed in the literature; in addition, the strategy based on the distance obtained by the RSSI attribute enables the use of the GGPSR protocol. Regarding the use of RIT considering the parameters as a function of the gradient, this strategy is more efficient compared to using the same RIT parameters for all nodes.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-09-22T12:02:47Z No. of bitstreams: 1 Samuel Francisco Ferrigo_.pdf: 2352368 bytes, checksum: e1dc4e91d045314816b29fa868111a99 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-22T12:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Samuel Francisco Ferrigo_.pdf: 2352368 bytes, checksum: e1dc4e91d045314816b29fa868111a99 (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / Nenhuma / A Internet das Coisas, ou simplesmente IoT, apresenta inúmeras soluções para a área da saúde. Diversos sensores podem ser colocados ao redor do corpo humano para monitoramento de seus sinais vitais e, a partir disso, prever problemas de saúde. Gerenciar esses sensores apresenta uma série de desafios que não são resolvidos pelos trabalhos relacionados pesquisados, como a busca pela eficiência energética na transmissão de dados, a segurança, a interoperabilidade e sincronização entre sensores que formam uma rede de sensores sem fio corporais. Uma solução para estes problemas é apresentada pelo modelo MOMICARE, um middleware móvel para smartphones para gerenciamento de uma rede de sensores sem fio corporais. O MOMICARE permite que um smartphone receba dados de diversos sensores, armazene-os e retransmita-os às aplicações médicas que necessitem usar esses dados, oferecendo baixo consumo de energia, segurança, independência de protocolos de redes de sensores sem fios e sincronismo entre os dados coletados pelos sensores. As principais contribuições científicas deste trabalho são a redução do consumo energético de dispositivos que formam uma rede Wireless Body Area Network, e o oferecimento de um sincronismo temporal entre os dados desses dispositivos. O modelo foi analisado por meio da implementação de um protótipo e um ambiente de simulação, onde foram realizadas avaliações de: (1) consumo de energia dos dispositivos da rede Wireless Body Area Network, (2) sincronização entre os dispositivos e o middleware, e (3) carga sobre o dispositivo onde o protótipo foi executado, considerando o uso de diversas aplicações simultâneas. Como resultados obtidos, verificou-se que, em dispositivos Bluetooth Low Energy, a redução no consumo de energia superou 10% em relação a aplicações convencionais, enquanto que em dispositivos padrão IEEE 802.15.4 a redução no consumo energético chegou a até 7,8%, quando comparado ao uso de aplicações convencionais. Outro resultado obtido foi a variação de sincronização inferior a 0,5 segundos, valores aceitáveis no que diz respeito a dispositivos médicos. Por fim, em todos os testes realizados, não foi verificado qualquer tipo de sobrecarga, sendo que a média de uso do processador apresentou valores médios inferiores a 1%. / The Internet of Things, or simply IoT, presents numerous solutions for the health area. Several sensors can be placed around the human body to monitor your vital signs and, from there, predict health problems. Managing these sensors presents a number of challenges that are not resolved by related research, such as the search for energy efficiency in data transmission, security, interoperability and synchronization between sensors that form a network of wireless body sensors. One solution to these problems is presented by the MOMICARE model, a mobile middleware for smartphones for managing a network of wireless body sensors. MOMICARE allows a smartphone to receive data from multiple sensors, store and re-transmit it to medical applications that need to use that data, offering low power consumption, security, wireless sensor network protocol independence and synchronization between data collected by sensors. The main scientific contributions of this work are the reduction of the energy consumption of devices that form a Wireless Body Area Network, and the offer of a temporal synchronism between the data of these devices. The model was analyzed through the implementation of a prototype and simulation environment, where evaluations were made of: (1) energy consumption ofWireless Body Area Network devices, (2) synchronization between devices and middleware, and 3) load on the device where the prototype was executed, considering the use of several simultaneous applications. As results obtained, it has been found that in Bluetooth Low Energy devices, the reduction in energy consumption exceeded 10% compared to conventional applications, whereas in standard devices IEEE 802.15.4 reduction in energy consumption reached up to 7.8%, when compared to the use of conventional applications. Another result obtained was the synchronization variation less than 0.5 seconds, acceptable values with respect to medical devices. Finally, in all the tests performed, no type of overload was verified, and the average use of the processor presented average values lower than 1%.