Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4114_Thobias_Tose_Mestrado.pdf: 3996594 bytes, checksum: 3a8a1a0709c9d53937de5302247c228f (MD5) Previous issue date: 2012-11-06 / A boa eficiência em uma estação de tratamento de esgoto (ETE) é de grande importância para o meio ambiente. O gerenciamento de equipamentos eletromecânicos instalados nessas estações constitui um grande desafio devido ao fato de que os mesmos são instalados em locais de difícil acesso e insalubres, dificultando a manutenção e fazendo com que o tempo destinado à correção de eventuais falhas seja dilatado. Esta dissertação propõe o desenvolvimento de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF), com o objetivo de monitorar equipamentos eletromecânicos instalados em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), permitindo a Concessionária um controle preditivo em tempo real. O projeto de uma rede de sensores sem fio para monitoramento de equipamentos exige não somente o desenvolvimento e montagem dos módulos sensores, mas também precisa contemplar o desenvolvimento do software para gerenciamento dos dados coletados. Dessa forma, esta dissertação contempla uma RSSF Zigbee, de pequeno porte, adaptada para monitoramento de equipamentos eletromecânicos e condições ambientais de uma ETE, tipo lagoa de estabilização, em uma área instalada de aproximadamente 0,15 km² e vazão média de tratamento de 320 l/s. Os resultados experimentais mostram que este sistema de monitoramento pode real izar de forma satisfatória a coleta dos parâmetros de desempenho e avaliação de qualidade na estação.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-11-26 / Recent advances in networking technologies, such as the IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) standard, have allowed to interconnect wireless sensor networks (WSNs) to the Internet, thus forming the Internet of Things (IoT). Despite the availability of different message security mechanisms, sensor networks are still vulnerable to several types of attack. To identify such attacks, an Intrusion Detection System (IDS) can be deployed. However, IDSs can generate several false positives and false negatives. Moreover, the alerts raised by IDSs provide no information regarding the impact an attack has on the security of a sensor network. As a consequence, it becomes difficult for WSN administrators and users to take proper responsive actions when attacks occur. To address these issues, this thesis proposes three security metrics. The first metric, called Trust Probability, quantifies by how much an IDS output could be trusted (to be correct). Such metric can help administrators decide which alerts deserve careful attention or which alerts might be safely ignored. Since this type of metric provides a measure of IDS effectiveness, it can also be used to compare different IDSs as well as to fine-tune a given IDS. The second metric, named Damage Level, quantifies the severity of an attack. This metric, when combined with the Trust Probability metric, enables the administrator to correctly prioritize and respond to alerts by evaluating them in terms of accuracy and attack impact. Finally, the third metric, namely Data Security Level, quantifies the degree to which sensor data can be trusted when the sensor is under attack. The security situational awareness provided by this metric helps WSN users make better decisions about the use of the gathered sensor data. Experimental results show that the proposed metrics can accurately quantify security level with low performance overhead and power consumption. Keywords: Network Security Metrics, Quantitative Security Analysis, Security Situational Awareness, Internet of Things, Wireless Sensor Networks. / Recentes avanços nas tecnologias de rede, tais como o padrão IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN), permitiram a interconexão de redes de sensores sem fio (RSSF) à Internet, formando assim a Internet das Coisas (Internet of Things -- IoT). Apesar da disponibilidade de diferentes mecanismos de segurança de mensagens, as redes de sensores ainda são vulneráveis a vários tipos de ataques. Para identificar esses ataques, um Sistema de Detecção de Intrusão (Intrusion Detection System -- IDS) pode ser implantado. No entanto, os IDSs podem gerar vários falsos positivos e falsos negativos. Além disso, os alertas gerados pelos IDSs não fornecem nenhuma informação sobre o impacto de um ataque sobre a segurança de uma RSSF. Consequentemente, torna-se difícil para os administradores e usuários da rede tomarem as devidas ações responsivas quando ataques ocorrerem. Para tratar estas questões, esta tese propõe três métricas de segurança. A primeira delas, chamada Trust Probability, quantifica o quão confiável (correto) é um output de um IDS. Essa métrica pode ajudar os administradores a decidir quais alertas merecem mais atenção ou quais podem ser ignorados com segurança. Já que essa métrica fornece uma medida da efetividade de um IDS, ela também pode ser usada para comparar diferentes IDSs, bem como para otimizar um dado IDS. A segunda métrica, denominada Damage Level, quantifica a gravidade de um ataque. Esta métrica, quando combinada com a Trust Probability, permite ao administrador priorizar e responder corretamente a alertas, avaliando-os em termos de precisão e impacto de ataque. Por fim, a terceira métrica, chamada de Data Security Level, quantifica quão confiáveis os dados dos sensores são quando a rede está sob ataque. Conhecer a informação fornecida por esta métrica ajuda os usuários a tomar melhores decisões sobre o uso dos dados coletados pelos sensores. Os resultados experimentais mostram que as métricas propostas podem quantificar com precisão o nível de segurança da rede, com baixo consumo de energia e sobrecarga de desempenho. Palavras-chave:Métricas de Segurança de Rede, Análise Quantitativa de Segurança, Consciência Situacional de Segurança, Internet das Coisas, Redes de Sensores sem Fio.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-02-16T13:17:03Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado-2010-MAT-Telemaco Neto, Ulisses.pdf: 1024112 bytes, checksum: db5d1b0272a08d44ab611b18b9990e3b (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-03-10T15:07:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado-2010-MAT-Telemaco Neto, Ulisses.pdf: 1024112 bytes, checksum: db5d1b0272a08d44ab611b18b9990e3b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T15:07:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado-2010-MAT-Telemaco Neto, Ulisses.pdf: 1024112 bytes, checksum: db5d1b0272a08d44ab611b18b9990e3b (MD5) / Um dos maiores desafios relacionados a rede de sensores sem fio e desenvolver técnicas que otimizem o uso dos recursos dos dispositivos (em especial energia). O controle de topologia se destaca por ser uma das principais técnicas utilizadas para otimizar o uso de energia em uma rede de sensores sem fio. Apesar de ser um tema bastante estudado, pouca atenção foi dada aos efeitos do overhearing no controle de topologia, ou seja, o efeito do custo de recebimento dos nós que receberam uma mensagem que não era destinada a eles. Esse trabalho apresenta um algoritmo para controle de topologia em rede de sensores sem fio local e distribuído, que tem como objetivo reduzir a potência de transmissão dos nós sensores para que eles utilizem os seus recursos de forma mais eficiente. A principal contribuição desse algoritmo em comparação aos trabalhos relacionados e que ele considera o custo de overhearing no calculo no controle de topologia da rede. Adicionalmente, o algoritmo otimiza a rotina que reduz o grafo de conectividade da rede e propõe uma estrategia para eliminar as arestas denominadas k-redundantes (para k ≥ 2) identificadas localmente.

As cidades estão a seu tempo e a seu modo, modernizando os serviços prestados à população. Entre os diversos fatores que estão contribuindo para esta evolução estão a diversificação e proliferação de sensores, nos diversos domínios de serviços das cidades, e os novos canais de comunicação com os munícipes, entre eles, as redes sociais e mais recentemente os sistemas crowdsensing, motivados pelos anseios sociais, por melhores serviços públicos e pela popularização dos dispositivos móveis. Nesta direção, a eficiência administrativa é um fator essencial, uma vez que as cidades estão se mostrando mais complexas na medida em que cresce a população nas áreas urbanas. A utilização de técnicas de sistemas distribuídos para que múltiplos domínios de serviços usufruam da mesma infraestrutura computacional, pode auxiliar na eficiência das cidades, evitando gastos administrativos duplicados e até mesmo, possibilitando a correlação de eventos entre os serviços, favorecendo a identificação de fatores de causalidades e assim, a tomada de decisões administrativas mais objetivas e precisas. Neste contexto, este trabalho concentra-se na análise de um middleware direcionado à gestão de cidades para coleta, integração e interpretação dos dados de sensores, pertencentes aos serviços disponíveis da própria cidade, junto com os dados do sensoriamento colaborado pelos cidadãos. Para avaliação do conceito foi investigado o cenário de monitoração da conservação de vias públicas. Após 3 meses de coletas de dados por um sistema de sensoriamento automático, totalizando mais de 360 mil pontos e também mais de 90 relatórios pelo sensoriamento participativo, verificou-se que um sistema distribuído pode realizar a interpretação de séries históricas, engajar os munícipes apoiar a manutenção dos serviços da cidade e também indicar objetivamente aos gestores públicos os pontos que devem ser prioritariamente atendidos. Aliar ferramentas pelas quais o cidadão pode, de acordo com sua necessidade, convicção e altruísmo, exercer influência nos gestores públicos com o suporte de informação contínua e critérios objetivos das redes de sensores, pode estimular a continua excelência dos serviços públicos. / The cities in their own way and time are improving their services provided to the population. Among several factors that are contributing to this trend are the diversification and proliferation of sensors in various services domains of cities and new communication ways with citizens, for instance, social networks and more recently, crowdsensing systems, motivated by social expectations for better public services and the popularity of mobile devices. In this direction, administrative efficiency is a key factor, since the cities are proving more complex with increasing the population in urban areas. Techniques of distributed systems to share the same computing infrastructure to multiple service domains, can assist in the efficiency of cities, avoiding duplicate administrative costs and even allowing event correlation between services, providing the identification of causality factors, thus making management decisions more objective and accurate. In this context, this research focuses on analysis of a middleware directed to city management for collection, integration and interpretation of sensors data, present in city services, along with the sensing data contributed by citizens. For concept evaluation, was investigated the scenario of conservation of public streets. After 3 months of data collection by an automatic sensing system comprising more than 360 thousand points and also 94 reports of collaborative sensing, it was found that a distributed system can perform the interpretation of historical series; engage the citizens to support maintenance of city services and indicate objectively the points that should primarily be fix by public managers. Combining tools, which citizens can, according to their need, conviction, altruism, exert their own influence in public management and the continuous information support to objective criteria of sensor networks, can stimulate the continued excellence of public services.

As redes de sensores sem fio, aplicadas à automação do controle de ambientes representam um paradigma emergente da computação, onde múltiplos nós providos de sensores, sistemas computacionais autônomos e capacidade de comunicação sem fio, conformam uma rede cuja topologia altamente dinâmica permite adquirir informações sobre sistemas complexos sendo monitorados. Um dos fatores essenciais para obter um ganho na produtividade avícola é o controle da ambiência animal. Atualmente os métodos utilizados para o monitoramento e controle ambiental não podem considerar a grande quantidade de microambientes internos nos ambientes de produção animal e também requerem infraestruturas cabeadas complexas. Dentro desse contexto o objetivo deste trabalho foi desenvolver e testar um sistema automatizado de controle ambiental, através da utilização de sensores sem fio, que auxilie e proporcione maior segurança no controle de ambientes automatizados. O sistema monitora variáveis que influenciam na produtividade de aves, tais como temperatura e umidade e outras variáveis físico-químicas do aviário. A infraestrutura desenvolvida foi testada em um aviário experimental e resultou em um sistema seguro e com grande escalabilidade, que é capaz de controlar e monitorar o ambiente e ainda coletar e gravar dados. Foi utilizado o protocolo ZigBee® para gerenciar o fluxo de dados do sistema. Foram feitas análises da eficiência de comunicação do sistema no aviário, monitorando os pacotes de dados perdidos. Os testes demonstraram uma perda de dados de aproximadamente 2% dos pacotes enviados, demonstrando a eficiência das redes ZigBee® para gerenciar o fluxo de dados no interior do aviário. Desta forma, pode-se concluir que é possível e viável a implantação de uma rede ZigBee®, para automatizar ambientes de produção animal com coleta de dados em tempo real, utilizando um sistema integrado via internet, que compreende: instrumentação eletrônica, comunicação sem fio e engenharia de software\". / Wireless sensor networks, applied to automation environments control represent an emerging computing paradigm where multiple nodes equipped with sensors, autonomous computing systems and wireless communication capability, make up a network with a highly dynamic topology allows acquiring information systems complex being monitored. One of the key factors for a gain in the poultry productivity is the control of animal ambience. Currently the methods used for environmental monitoring and control may pass large amount of internal microenvironments in animal production environments and also require complex wired infrastructure. In this context the aim of this study was to develop and test an automated environmental control through the use of wireless sensors that assist and provide greater security in the control of automated environments. The system monitors variables that influence the productivity of birds, such as temperature, humidity and other physical and chemical variables of the aviary. The developed infrastructure was tested in an experimental avian and resulted in a secure and highly scalable system, which is able to control and monitor the environment and still collect and record data. The ZigBee® protocol was used to manage the system data flow. Communication efficiency analyzes were made in the aviary, monitoring the lost data packets. Tests have shown a data loss of around 2% of the packets sent demonstrating the efficiency of ZigBee® networks to manage the data flow within an avian. Thus, one can conclude that it is possible and feasible the implementation of a ZigBee® network to automate animal production environment with real-time data collection using an integrated internet system, comprising: electronic instrumentation, wireless communication and Software Engineering\".

Submitted by Sandro Camargo (sandro.camargo@unipampa.edu.br) on 2015-05-09T22:47:27Z No. of bitstreams: 1 107110007.pdf: 1654710 bytes, checksum: e686a46dd07db8e06756be03781d37bb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-09T22:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 107110007.pdf: 1654710 bytes, checksum: e686a46dd07db8e06756be03781d37bb (MD5) Previous issue date: 2014 / Atualmente, as tecnologias para comunicações sem fio que utilizam a rádio-frequência estão em ascensão. Um dos motivos é o baixo custo que esta tecnologia atingiu e também a nova gama de aplicações possíveis com a sua utilização. Em particular, destacam-se os sistemas de localização em uma rede de sensores sem fio. Nestes sistemas de localização, métodos especiais são necessários para determinar distância ou ângulo e a localização do objeto de interesse, tendo cada método suas vantagens e desvantagens. Nesta dissertação é desenvolvido um novo sistema de localização em campo aberto de baixo custo utilizando a técnica conhecida como received signal strength indication (RSSI), juntamente com a técnica de medição de ângulo angle of arrival (AoA). Finalmente, um novo método de localização de baixo custo é sugerido: Localização por um Ponto (LpUp). Esta dissertação consta de uma revisão bibliográfica dos métodos de medição de distância, ângulo e localização existentes, simulação, testes em campo, determinação de variáveis de influência do RSSI, algoritmo e firmware do LpUp. Testes em campo indicaram que a acurácia do sistema pode chegar a 0,4 m, dependendo das condições do local e da configuração do LpUp. Devido à redução de custos do LpUp em comparação a outras técnicas de localização, será possível introduzir uma nova gama de aplicações no mercado. / Nowadays, wireless technologies that use radio-frequency are growing, whereby the reason can be attributed to the low cost of this technology and to the possibility of developing several different applications. One of these applications is the localization system in a wireless sensor network. In this work, a low-cost localization method for open-field applications that uses the RSSI technique to estimate distance and angle is presented: Localization by one Point (LboP). This work includes: literature review of the distance, angle and localization methods, simulation, field tests, determination of the RSSI influences on the precision and accuracy of the positioning, algorithm and firmware of the LboP. This new localization system was realized and field tests show that the LboP accuracy can go down to 0,4 m.A limitation of the proposed method is its dependency on the terrain and on the LboP configurations. Due to the cost reduction of the LboP in comparison to other localization systems, new types of applications may be introduced in the market.

Este trabalho avalia o desempenho de um controlador fuzzy (tipo Takagi-Sugeno-Kang) quando, utilizando tecnologia sem fio para conectar as entradas e a saída do controlador aos sensores/atuadores, sofre perda das informações destes canais, resultado de perdas de pacotes. Tipicamente são utilizados controladores PID nas malhas de controle. Assim, o estudo realizado compara os resultados obtidos com os controladores fuzzy com os resultados dos controladores PID. Além disso, o trabalho visa estudar o comportamento deste controlador implementado em uma arquitetura microprocessada utilizando números inteiros nos cálculos, interpolação com segmentos de reta para as funções de pertinência da entrada e singletons nas funções de pertinência da saída. Para esse estudo foi utilizado, num ambiente Matlab/Simulink, um controlador fuzzy e o aplicativo True Time para simular o ambiente sem fio. Desenvolvido pelo Departamento de Controle Automático da Universidade de Lund, o True Time é baseado no Matlab/Simulink e fornece todas as ferramentas necessárias para a criação de um ambiente de rede (com e sem fio) virtual. Dado o paradigma de que quanto maior for a utilização do canal, maior a degradação do mesmo, é avaliado o comportamento do sistema de controle e uma proposta para diminuir o impacto da perda de pacotes no controle do sistema, bem como o impacto da variação das características internas da planta e da arquitetura utilizada na rede. Inicialmente são realizados ensaios utilizando-se o controlador fuzzy virtual (Simulink) e, posteriormente, o controlador implementado com dsPIC. Ao final, é apresentado um resumo desses ensaios e a comprovação dos bons resultados obtidos com um controlador fuzzy numa malha de controle utilizando uma rede na entrada e na saída do controlador. / This work evaluates the performance of a fuzzy controller (Takagi-Sugeno-Kang) that uses wireless technology to connect the inputs and the output of the controller to sensors / actuators, and with the loss of information from these channels, the result of packet loss. PID controllers are typically used in control loops. Thus, the study compares the results obtained with the fuzzy controllers with the results of PID controllers. Moreover, the work aims to study the behavior of this controller implemented in a microprocessor architecture using integer calculations, interpolation with straight line segments for the membership functions of input and singletons in the output membership functions. For this study it was used in a Matlab/Simulink, a fuzzy controller and the application True Time to simulate wireless environment (Developed by the Department of Automatic Control at Lund University). It is based on MATLAB/Simulink and provides all the tools necessary to create a virtual network environment (wired and wireless). When we increase the occupation of the channel we increase the degradation of it. Under this conditions, is rated the behavior of the control system and is evaluated, and actions were proposal to reduce the impact of packet loss in the control system, as well as the impact of variations in the internal characteristics of plant and architecture used in the network. Initially, tests are conducted using the virtual fuzzy controller (Simulink ) and thereafter, the controller implemented with dsPIC. Finally, a summary of testing and verification of results are presented.

As cidades estão a seu tempo e a seu modo, modernizando os serviços prestados à população. Entre os diversos fatores que estão contribuindo para esta evolução estão a diversificação e proliferação de sensores, nos diversos domínios de serviços das cidades, e os novos canais de comunicação com os munícipes, entre eles, as redes sociais e mais recentemente os sistemas crowdsensing, motivados pelos anseios sociais, por melhores serviços públicos e pela popularização dos dispositivos móveis. Nesta direção, a eficiência administrativa é um fator essencial, uma vez que as cidades estão se mostrando mais complexas na medida em que cresce a população nas áreas urbanas. A utilização de técnicas de sistemas distribuídos para que múltiplos domínios de serviços usufruam da mesma infraestrutura computacional, pode auxiliar na eficiência das cidades, evitando gastos administrativos duplicados e até mesmo, possibilitando a correlação de eventos entre os serviços, favorecendo a identificação de fatores de causalidades e assim, a tomada de decisões administrativas mais objetivas e precisas. Neste contexto, este trabalho concentra-se na análise de um middleware direcionado à gestão de cidades para coleta, integração e interpretação dos dados de sensores, pertencentes aos serviços disponíveis da própria cidade, junto com os dados do sensoriamento colaborado pelos cidadãos. Para avaliação do conceito foi investigado o cenário de monitoração da conservação de vias públicas. Após 3 meses de coletas de dados por um sistema de sensoriamento automático, totalizando mais de 360 mil pontos e também mais de 90 relatórios pelo sensoriamento participativo, verificou-se que um sistema distribuído pode realizar a interpretação de séries históricas, engajar os munícipes apoiar a manutenção dos serviços da cidade e também indicar objetivamente aos gestores públicos os pontos que devem ser prioritariamente atendidos. Aliar ferramentas pelas quais o cidadão pode, de acordo com sua necessidade, convicção e altruísmo, exercer influência nos gestores públicos com o suporte de informação contínua e critérios objetivos das redes de sensores, pode estimular a continua excelência dos serviços públicos. / The cities in their own way and time are improving their services provided to the population. Among several factors that are contributing to this trend are the diversification and proliferation of sensors in various services domains of cities and new communication ways with citizens, for instance, social networks and more recently, crowdsensing systems, motivated by social expectations for better public services and the popularity of mobile devices. In this direction, administrative efficiency is a key factor, since the cities are proving more complex with increasing the population in urban areas. Techniques of distributed systems to share the same computing infrastructure to multiple service domains, can assist in the efficiency of cities, avoiding duplicate administrative costs and even allowing event correlation between services, providing the identification of causality factors, thus making management decisions more objective and accurate. In this context, this research focuses on analysis of a middleware directed to city management for collection, integration and interpretation of sensors data, present in city services, along with the sensing data contributed by citizens. For concept evaluation, was investigated the scenario of conservation of public streets. After 3 months of data collection by an automatic sensing system comprising more than 360 thousand points and also 94 reports of collaborative sensing, it was found that a distributed system can perform the interpretation of historical series; engage the citizens to support maintenance of city services and indicate objectively the points that should primarily be fix by public managers. Combining tools, which citizens can, according to their need, conviction, altruism, exert their own influence in public management and the continuous information support to objective criteria of sensor networks, can stimulate the continued excellence of public services.

Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-17T14:32:09Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado-2010-MAT-Telemaco Neto, Ulisses.pdf: 1024112 bytes, checksum: db5d1b0272a08d44ab611b18b9990e3b (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-17T14:43:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado-2010-MAT-Telemaco Neto, Ulisses.pdf: 1024112 bytes, checksum: db5d1b0272a08d44ab611b18b9990e3b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T14:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado-2010-MAT-Telemaco Neto, Ulisses.pdf: 1024112 bytes, checksum: db5d1b0272a08d44ab611b18b9990e3b (MD5) / Um dos maiores desafios relacionados a Rede de Sensores Sem Fio ´e desenvolver t´ecnicas que otimizem o uso dos recursos dos dispositivos (em especial energia). O Controle de Topologia se destaca por ser uma das principais t´ecnicas utilizadas para otimizar o uso de energia em uma Rede de Sensores Sem Fio. Apesar de ser um tema bastante estudado, pouca aten¸c˜ao foi dada aos efeitos do overhearing no Controle de Topologia, ou seja, o efeito do custo de recebimento dos n´os que receberam uma mensagem que n˜ao era destinada a eles. Esse trabalho apresenta um algoritmo para Controle de Topologia em Rede de Sensores Sem Fio local e distribu´ıdo, que tem como objetivo reduzir a potˆencia de transmiss˜ao dos n´os sensores para que eles utilizem os seus recursos de forma mais eficiente. A principal contribui¸c˜ao desse algoritmo em compara¸c˜ao aos trabalhos relacionados ´e que ele considera o custo de overhearing no c´alculo no controle de topologia da rede. Adicionalmente, o algoritmo otimiza a rotina que reduz o grafo de conectividade da rede e prop˜oe uma estrat´egia para eliminar as arestas denominadas k-redundantes (para k ≥ 2) identificadas localmente.