A irrigação é considerada uma das mais importantes tecnologias empregadas para aumentar a produtividade e permitir maior eficiência e estabilidade na produção agrícola. A sua adoção deve ser baseada na viabilidade técnica e econômica do projeto, obtida por meio da análise detalhada e cuidadosa dos fatores climáticos, agronômicos e econômicos envolvidos. O manejo eficiente pode ser definido como o uso criterioso dos recursos disponíveis para se atingir um determinado objetivo. No caso da irrigação, o manejo eficiente objetiva maximizar a produção vegetal com o menor custo possível, tanto em quesitos ambientais quanto econômicos. Para tanto, necessita-se do desenvolvimento de um sistema tecnologicamente eficiente, de reduzido custo e de facilidade de instalação e manutenção. Assim, uma rede inteligente de estações meteorológicas, capaz de monitorar o ambiente em tempo real, de adaptar-se aos diversos estágios fenológicos da planta, aos diversos solos e culturas e de comunicar-se entre si e com um servidor torna-se necessário. Este projeto teve como objetivo o desenvolvimento e emprego de uma rede de estações meteorológicas sem fio, de baixo custo e de fácil manutenção e implantação, para a determinação da evapotranspiração de referência, e do conteúdo de água no solo para o eficiente manejo de irrigação. Para que tal rede de sensores seja implantada, há a necessidade de que os módulos eletrônicos possuam microcontroladores de baixo consumo energético, uma vez que eles serão alimentados por baterias e painéis solares, e com capacidade para executar os algoritmos de inferência das variáveis de medida, de calibração e correção de tais medidas, de comunicação com os demais elementos da rede e de executar o controlador de irrigação, baseado em Redes Neurais Artificiais. A abordagem da inteligência artificial utilizada possui a capacidade de aprender e estimar parâmetros a partir de sua base de treinamento e das condições que a cercam. Além das capacidades do microcontrolador, o módulo dos sensores deverá possuir elementos para aferir a temperatura e a umidade do ambiente, a radiação solar, a temperatura e o conteúdo de água no solo, além de um módulo de comunicação sem fio. O sistema desenvolvido foi testado nas estufas do INCT-EI/ESALQ/USP manejando a irrigação da cultura do pimentão vermelho Capsicum annuum L. cv. All Big, durante o período de 25/01/2018 a 31/07/2018. Após o treinamento da rede neural artificial, o sistema desenvolvido determinou a evapotranspiração de referência com um coeficiente de determinação de 0,968, com um erro médio absoluto de 0,055 mm e com um valor-P de 1,02 10-45 para um intervalo de confiança de 95%. Sendo assim, verificou-se que a rede de estações meteorológicas desenvolvida é capaz de estimar a evapotranspiração de referência a partir de dados provenientes de sensores de reduzido custo financeiro e com dados meteorológicos faltantes. / Irrigation is considered one of the most important technologies used to increase productivity and to allow greater efficiency and stability in agricultural production. Its adoption must be based on technical and economic feasibility of the project, obtained by means of a detailed and careful analysis of the climatic, agronomic and economic factors involved. Efficient management can be defined as the judicious use of available resources to achieve a given goal. In the case of irrigation, efficient management aims to maximize plant production at the lowest possible cost, both in environmental and economic aspects. This requires the development of a technologically efficient system, which is low cost and ease of installation and maintenance. Thus, an intelligent network of weather stations capable of monitoring the environment in real time, adapting to the plant\'s various phenological stages, diverse soils and cultures and communicating with each other and with a server becomes necessary. This project aimed at the development and use of the wireless station network which is low cost, easy maintenance, and deployment for the determination of reference evapotranspiration and soil water content for efficient irrigation management. In order for such a sensor network to be implemented, there is a need for such modules to have low energy microcontrollers, since they will be powered by batteries and solar panels, and capable of performing the inference algorithms of the measurement, calibration, and correction of such measures, of communication with the other elements of the network and of executing the irrigation controller, based on Artificial Neural Networks. The artificial intelligence approach used has the capacity to learn and estimate parameters based on its training base and the conditions surrounding it. In addition to the capabilities of the microcontroller, the sensor module must have elements to measure ambient temperature and humidity, brightness, temperature and soil water content, as well as a wireless communication module. The developed system was tested in the greenhouses of INCT-EI/ESALQ/USP managing the irrigation of the red bell pepper crop Capsicum annuum L. cv. All Big, during the days of 01/25/2018 to 31/07/2010. After the artificial neural network training, the developed system determined reference evapotranspiration with a determination coefficient of 0.968, with an absolute mean error of 0.055 mm and a P-value of 1.02 10-45 for a confidence interval of 95%. Thus, it was verified that the developed weather-station network is able to estimate the reference evapotranspiration with low-cost sensors and with missing meteorological data.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JeffersonDF_DISSERT.pdf: 1592605 bytes, checksum: aa61d131dd2eadfff386030e41f5bd71 (MD5) Previous issue date: 2010-11-22 / The Wireless Sensor Networks (WSN) methods applied to the lifting of oil present as an area with growing demand technical and scientific in view of the optimizations that can be carried forward with existing processes. This dissertation has as main objective to present the development of embedded systems dedicated to a wireless sensor network based on IEEE 802.15.4, which applies the ZigBee protocol, between sensors, actuators and the PLC (Programmable Logic Controller), aiming to solve the present problems in the deployment and maintenance of the physical communication of current elevation oil units based on the method Plunger-Lift. Embedded systems developed for this application will be responsible for acquiring information from sensors and control actuators of the devices present at the well, and also, using the Modbus protocol to make this network becomes transparent to the PLC responsible for controlling the production and delivery information for supervisory SISAL / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) aplicadas aos m?todos de eleva??o de petr?leo se apresentam como uma ?rea com crescente demanda t?cnico-cient?fica tendo em vista as otimiza??es que podem ser realizadas frente aos processos existentes. Este trabalho tem como principal objetivo apresentar o desenvolvimento de sistemas embarcados dedicados a uma rede de sensores sem fio baseada no padr?o IEEE 802.15.4, onde se aplica o protocolo ZigBee, entre os sensores, atuadores e o CLP (Controlador L?gico Program?vel), visando solucionar os problemas presentes nas fases de implanta??o e manuten??o da comunica??o f?sica atual das unidades de eleva??o de petr?leo baseadas no m?todo Plunger-Lift. Os sistemas embarcados desenvolvidos para essa aplica??o ser?o respons?veis por interpretar as informa??es dos sensores e comandar os atuadores dos dispositivos presentes no po?o, como tamb?m utilizar o protocolo Modbus para fazer com que essa rede se torne transparente para o CLP respons?vel pelo controle da produ??o e envio das informa??es para o supervis?rio SISAL

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-12T13:26:16Z No. of bitstreams: 1 GUSTAVO NÓBREGA MARTINS - DISSERTAÇÃO PPGCC 2016..pdf: 8931631 bytes, checksum: c124b37676d2bb06f4200b3eb548a6dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-12T13:26:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUSTAVO NÓBREGA MARTINS - DISSERTAÇÃO PPGCC 2016..pdf: 8931631 bytes, checksum: c124b37676d2bb06f4200b3eb548a6dd (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Capes / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) têm ganhado notoriedade em vários contextos de aplicações (e.g. aplicações militares, médicas e ambientais) em razão dos avanços obtidos no âmbito das tecnologias de sistemas eletromecânicos em escala micrométrica (Microscale Electro-Mechanical Systems - MEMS) e nanométrica (Nanoscale Electro-Mechanical Systems - NEMS). Esses progressos implicaram no desenvolvimento de nós sensores com menor custo, tamanho reduzido e com maior eficiência no consumo de energia. Mesmo diante dos avanços tecnológicos obtidos, os sensores sem fio ainda apresentam algumas restrições de processamento e memória, além do fornecimento de energia limitado devido ao uso de baterias como fonte de energia. Parte das pesquisas realizadas no âmbito das RSSF tem utilizado ferramentas de simulação para validar os achados de pesquisa devido ao menor custo e tempo exigidos por essa abordagem. Entretanto, algumas investigações apontaram que ferramentas de simulação em RSSF não contemplam fatores importantes que podem influenciar o desempenho das redes, como também questiona a confiabilidade dos resultados dessas ferramentas. Este trabalho de dissertação visou avaliar a confiabilidade do simulador de RSSF, Castália, com base em testbed no tocante a dois protocolos de comunicação: LEACH e Protocolo de Comunicação Direta. Resultados apontaram que o Castália, referente ao protocolo LEACH, superestimou o tempo de vida da rede com carga de tráfego estatisticamente equivalente. Em relação ao protocolo de Comunicação Direta, não houve equivalência de dados trafegados, bem como o tempo de vida também foi superestimado, além de não apresentar diferença nos resultados do tempo de vida entre os nós da rede, indicando um comportamento de descarga determinístico. Os achados deste trabalho demonstram que ferramentas de simulação trouxe significativos avanços no âmbito das RSSF, entretanto as saídas obtidas por meio dessas ferramentas ainda não podem representar com exatidão alguns cenários modelados em RSSF. / The Sensors Wireless Networks (WSN) have gained notoriety in various application contexts (e.g. military applications, medicai and environmental) due to the advances achieved in Microscale Electro Mechanical Systems - MEMS and Nanoscale Electro Mechanical Systems - NEMS. These growth resulted in sensors development with lower cost, reduced size and higher efficiency in energy consumption. Even with these technological advances, wireless sensors still have some constrains on processing and memory, in addition, the limited power source from batteries also is a challenge.

TORRES, A. B. B. Fusão de dados multinível para sistemas de internet das coisas em agricultura inteligente. 2017. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-09T02:35:28Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_abbtorres.pdf: 4603894 bytes, checksum: 67f76d807aebb885f45a8f8bfd33f83a (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Prezado Andrei, Existe uma orientação para que normalizemos as dissertações e teses da UFC, em suas paginas pré-textuais e lista de referencias, pelas regras da ABNT. Por esse motivo, sugerimos consultar o modelo de template, para ajudá-lo nesta tarefa, disponível em: http://www.biblioteca.ufc.br/educacao-de-usuarios/templates/ Vamos agora as correções sempre de acordo com o template: 1. A ordem da hierarquia institucional é nome da instituição, nome do CENTRO, nome do DEPARTAMENTO e nome do PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO (sem siglas). 2. A pesar de não ser obrigatório, sugerimos colocar data da defesa na folha de aprovação. 3. Na lista de referencias os subtítulos não ficam em negrito. Quando as correções forem feitas enviaremos o nada consta por e-mail. Att. Marlene Rocha mmarlene2ufc.br on 2017-09-11T14:03:36Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-11T15:23:18Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_abbtorres.pdf: 4603863 bytes, checksum: a65fcc425e4da3674e800515d8401764 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Prezado Andrei, Falta ainda corrigir a ordem da hierarquia institucional que deve ser assim : UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ, CENTRO DE TECNOLOGIA, DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA. Não precisa colocar que é mestrado acadêmico na capa. on 2017-09-11T17:14:05Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-11T19:02:13Z No. of bitstreams: 0 / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Renato, não veio o arquivo anexado. Marlene on 2017-09-12T10:58:09Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-12T13:28:01Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_abbtorres.pdf: 5480153 bytes, checksum: 9d72dc6e54ed32cc921eafab5b2af34b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-12T14:15:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_abbtorres.pdf: 5480153 bytes, checksum: 9d72dc6e54ed32cc921eafab5b2af34b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T14:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_abbtorres.pdf: 5480153 bytes, checksum: 9d72dc6e54ed32cc921eafab5b2af34b (MD5) Previous issue date: 2017-07-11 / The usage of Wireless Sensor Networks (WSN) to detect and monitor phenomena isn’t a new concept, with studies dating back to 1980, but it has gained momentum with the expansion of Internet of Things (IoT), which aims to enable day to day objects to sense, identify and analyze our world. For IoT to be viable, it is necessary for the objects/sensors to be low-cost, and that implies a series of limitations: low battery, low processing and storage capabilities, low accuracy, etc. In this context, data fusion techniques can be used to mitigate some of these limitations and make the adoption of low-cost sensors viable. This dissertation proposes a data fusion architecture for IoT, improving sensor accuracy, detecting events/anomalies (such as sensor failure) and enabling automated decision making. As a case study, experimental cultures of precocious dwarf cashew and coconut trees were monitored. / A utilização de Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) para detecção de fenômenos e monitoramento de ambientes não é um conceito novo, com estudos iniciados na década de 1980, mas ele tem ganhado força pela expansão da Internet das Coisas (Internet of Things - IoT), que trata de capacitar os objetos ao nosso redor de sensoriar, identificar e analisar o mundo. Para tornar a IoT viável em larga escala, é necessário que os objetos/sensores sejam de baixo custo, e isso implica uma série de limitações: bateria limitada, baixa capacidade processamento e armazenamento, baixa acurácia, dentre outros. Nesse contexto, técnicas de fusão de dados podem ser utilizadas para mitigar algumas das limitações citadas e viabilizar a adoção de sensores de baixo custo. A proposta desta dissertação é uma arquitetura de fusão de dados multinível para IoT para melhorar a acurácia dos sensores, detectar eventos/anomalias (como a falha de sensores) e possibilitar tomadas de decisões automatizadas. Como estudo de caso, foram realizados experimentos em conjunto com a Embrapa em um projeto de pesquisa de Agricultura de Precisão no monitoramento de cultivos experimentais de coco e de caju anão-precoce.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-02-05T15:54:58Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4833402 bytes, checksum: 88ffcf3db8082fc50d986d744b72fd34 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T15:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4833402 bytes, checksum: 88ffcf3db8082fc50d986d744b72fd34 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / The use of Wireless Sensor Networks (WSN) has been widespread in many areas of research and application. The purpose of this work is a study on how to use sensors to monitor people on the move, having a WSN as a way in which the search will occur, but in order to predict the formation of groups in certain regions. For this work the network was designed and tested in the simulator Ptolemy II, using the ZigBee Communication protocol, where the sensors were positioned according to a Cartesian coordinate system. The WSN will detect people and identify common patterns of movement, such as speed, direction and type of movement, using parameters set in the simulator. People involved in the groups will be identified by RFID (Radio Frequency Identification) attached to his body. The movement of the crowd had its mathematical formalization based on parameters such as position of the group, number of people per group and duration of movement that define the characteristics necessary to simulate this scenario. From the formalization of the movement of the crowd, many data are collected at predetermined time intervals and interpreted by an algorithm, through the exchange of messages between sensors, estimates the crowd forming in the region defined as the target. In this work, were inserted charts and graphs that reflect the actual number of people moving towards the real target. These data are generated from the intense exchange of messages between sensors, obeying some parameters that favor established and the algorithm that estimates the crowd at the target formation at any given time. The accuracy of the prediction was measured by the amount of alarms issued that estimate and the formation of agglomerations of people in a given region. Thus, the identification of individuals by sensors is interpreted according to the possibility of formation of groups and their values disseminated by the network. The proposal is that this action will facilitate the process of decision making and thus help to characterize the formation of crowds. / O uso das Redes de Sensores sem Fio (RSSF) tem sido difundido em diversas áreas de pesquisa e aplicação. A proposta deste trabalho é um estudo sobre como utilizar sensores para monitorar pessoas em movimento, tendo uma RSSF como meio no qual a pesquisa deverá ocorrer, porém com o intuito de prever a formação de grupos em determinadas regiões. Para a realização deste trabalho a rede foi projetada e testada no simulador Ptolemy II, usando o protocolo ZigBee de comunicação, e os sensores foram posicionados de acordo com um sistema de coordenadas cartesianas. A RSSF deverá detectar as pessoas e identificar características comuns de movimento, como velocidade, direção e tipo de movimento, por meio de parâmetros configurados no simulador. As pessoas envolvidas nos grupos serão identificadas por etiquetas RFID (Radio Frequency Identification) presas ao seu corpo. O movimento de multidão teve sua formalização matemática baseada em parâmetros como posição do grupo, quantidade de pessoas por grupo e duração do movimento, que definem as características necessárias para a simulação desse cenário. A partir da formalização do movimento da multidão, vários dados foram coletados em intervalos de tempo previamente determinados e interpretados por um algoritmo que, por meio da troca de mensagens entre sensores, estima a formação de multidão na região definida como alvo. Neste trabalho, foram inseridos tabelas e gráficos que refletem o número real de pessoas que se deslocam em direção ao alvo real. Esses dados foram gerados a partir da intensa troca de mensagens entre os sensores, obedecendo alguns parâmetros estabelecidos e que favorecem o algoritmo que estima a formação de multidão no alvo, em determinado tempo. A acurácia da previsão foi medida pela quantidade de alarmes emitidos e que estimam a formação de aglomerações de pessoas em determinada região. Assim, a detecção de pessoas pelos sensores é interpretada de acordo com a possibilidade de formação de grupos, tendo seus valores disseminados pela rede. A proposta é que essa ação facilite o processo de tomada de decisão e, consequentemente, ajude na caracterização da formação de multidões

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3106797 bytes, checksum: 5882905bec7a2111fa1be0a9ec00e437 (MD5) Previous issue date: 2012-01-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The presented work aims at monitoring in real time the important parameters in induction motors in a non-invasive manner. A method for estimation of torque, shaft speed and energy efficiency has been developed. An embedded system is employed for acquiring electrical signals from the motor and local processing. The calculated values are transmitted to a monitoring unit through an IEEE 802.15.4-based wireless sensor network. At the base unit, various motors can be monitored in real time. To choose the method to be used, a survey on the main methods was made. The method by air-gap torque was considered the most appropriate to the requirements for being accurate and non-invasive. An experimental study was conducted to observe the accuracy of the estimated methods used, and the relationship between the wireless sensor network performance and the spectral occupancy at the operating environment. Therefore, the embedded system was deployed on a workbench of dynamic sinusoidal torque in an industrial environment. The performance of the embedded system and the estimation results were extremely positive. The results show that even with the difficulties of wireless transmission in some scenarios, the system was fully capable of providing processed information for the monitoring. / O trabalho proposto visa monitorar em tempo real grandezas importantes em motores de indução trifásicos de forma pouco invasiva. Foi desenvolvido um método de estimação de torque, velocidade no eixo e eficiência energética. Um sistema embarcado foi construído para a aquisição de sinais elétricos do motor e processamento local. Os valores calculados são transmitidos para estação base através de uma rede de sensores sem fio baseada no padrão IEEE 802.15.4. Na estação base, vários motores podem ser monitorados em tempo real. A fim de desenvolver o método a ser utilizado para estimação das grandezas, foram pesquisados os principais métodos existentes. O método a partir do torque no entreferro foi considerado o mais adequado às necessidades devido à sua exatidão e baixa invasividade. Um estudo experimental foi realizado para observar a exatidão dos métodos de estimação utilizados, assim como a relação entre o desempenho da rede sem fio e a ocupação espectral no ambiente operacional. Para isso, o sistema embarcado foi instalado em uma bancada de torque dinâmico senoidal em ambiente industrial. O desempenho do sistema embarcado e os resultados das estimações foram extremamente positivos. Os resultados mostram que, mesmo com as dificuldades na transmissão sem fio em alguns cenários, o sistema foi totalmente capaz de fornecer informações processadas para o monitoramento.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-13T14:35:43Z No. of bitstreams: 1 ArtejoseRevoredoDaSilva_DISSERT.pdf: 15158528 bytes, checksum: 4aa5411704db7ed0abe93c1d6be7b4b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-26T14:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ArtejoseRevoredoDaSilva_DISSERT.pdf: 15158528 bytes, checksum: 4aa5411704db7ed0abe93c1d6be7b4b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T14:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArtejoseRevoredoDaSilva_DISSERT.pdf: 15158528 bytes, checksum: 4aa5411704db7ed0abe93c1d6be7b4b5 (MD5) Previous issue date: 2016-07-20 / Os laborat?rios de an?lises qu?micas, por se constitu?rem em um conjunto de testes e procedimentos, usando produtos e equipamentos espec?ficos para tratar dos resultados nas amostras que s?o testadas, est?o sempre sujeitos aos fatores inerentes ao ambiente. Devido a esse fato, controlar fatores como a temperatura e a umidade relativa do ar ? tarefa primordial, para que os processos desenvolvidos dentro de tais ambientes (laborat?rios de an?lises qu?micas) possam ser repetidos dentro dos par?metros exigidos. Buscando propor mecanismos de controle para ambientes, mais especificamente para laborat?rios de an?lises qu?micas, neste trabalho, apresentamos um sistema baseado em rede de sensores e reconhecimento de padr?es para controle inteligente de ambientes. Nosso prot?tipo utiliza os pr?prios dados gerados pelos sensores distribu?dos pelo ambiente, para identificar um padr?o de comportamente. Atrav?s da utiliza??o de algoritmos de aprendizado de m?quina, identificam-se as classes contidas nos dados (agrupamento), treina-se e testa-se o sistema (algoritmos de classifica??o), para que o mesmo consiga generalizar o que foi aprendido. Por ?ltimo, criam-se regras de controle associadas as classes previamente identificadas, para controlar os aparelhos de ar condicionado, tanto o principal quanto o reserva, e mais o desumificador. Dessa forma, o prot?tipo mant?m temperatura e umidade estaveis de forma inteligente.

Redes de Sensores Sem Fio são um tipo especial de rede ad-hoc que são posicionadas em uma região para monitorar fenômenos físicos. Considerando que os sensores dessas redes são independentes e possuem um raio de cobertura pequeno, é comum a utilização de um grande número de sensores para monitorar uma área grande. Um problema nesses tipos de redes é garantir que o máximo de dados capturados por esses sensores sejam coletados e transmitidos até uma estação base para que possam ser analisados por usuários. Uma abordagem para resolver esse problema é por meio da utilização de sensores especiais chamados cluster heads. Esses sensores são posicionados estrategicamente para coletar a informação de um grupo de sensores e transmiti-la para a estação base. Assim surge a necessidade de agrupar esses sensores. Nesse trabalho é proposta uma técnica híbrida baseada no algoritmo de agrupamento de dados K-Médias e em detecção comunidades em redes complexas. Esse algoritmo, chamado de QK-Médias, tenta aproveitar as vantagens das duas abordagens em duas etapas. Primeiro a rede é quebrada em comunidades usando uma técnica de detecção de comunidades. Em seguida essas comunidades são quebradas em subcomunidades de tal forma que os cluster heads consigam gerenciar. Os resultados obtidos a partir do agrupamento de sensores utilizando o QK-Médias mostram que é possível diminuir o número de mensagens perdidas na rede utilizando menos cluster heads que algoritmos tradicionais de agrupamento em redes de sensores sem fio / Wireless Sensor Networks are a special kind of ad-hoc network that are deployed in a monitoring field in order to detect some physical phenomenon. Due to the low dependability of individual nodes and small radio coverage, it is common to use a large number of sensors. A common problem in this sort of network is to guarantee that the highst number of captured data was sucessfull broadcast to the base station. One approach to solve this problem use special sensors called cluster heads. These sensors are responsible for collecting data from a group of common sensors and broadcast it to a base station. Thus, it is necessary to cluster these sensors. Here we propose a hybrid clustering algorithm based on community detection in complex networks and traditional K-means clustering technique: the QK-Means algorithm. This new algorithm is composed by two steps. First, the network is broken into communities and then broken into subcommuinties that the cluster heads can deal with. Simulation results show that QK-Means can decrease the rate of lost messages in the network using less cluster heads than tradicional clustering algorithms

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-06T12:24:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Kalil Araujo Bispo - Versão Final da Tese para a Biblioteca.pdf: 2225128 bytes, checksum: 8010e027c8884242fe1de82687aef45f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T12:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Kalil Araujo Bispo - Versão Final da Tese para a Biblioteca.pdf: 2225128 bytes, checksum: 8010e027c8884242fe1de82687aef45f (MD5) Previous issue date: 2015-08-24 / CAPEs / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) são redes com recursos limitados, como processamento, largura de banda, memória e, o mais importante, energia. Dessa forma, as aplicações para nós sensores devem criar condições de realizar suas operações de sensoriamento e processamento no maior tempo possível, como também mecanismos que possam ajudar na economia de energia, por exemplo, a utilização de melhores algoritmos, agregação de dados, mecanismos de auto-gerenciamento, dentre outros, respeitando as limitações de recursos das RSSF. Algumas pesquisas na área mostram que solucionar esse tipo de problema não é uma tarefa fácil de ser resolvida. Sendo assim, este trabalho propõe uma solução de economia de energia para RSSF e uma forma comum de compartilhamento de dados entre aplicações e redes diferentes, baseada em uma Infraestrutura Semântica para RSSF chamada SITRUS. Ela utiliza reconfiguração paramétrica nos nós sensores em tempo de execução, a partir de dados de sensoriamento processados fora da RSSF, utilizando ontologias desenvolvidas com esse propósito para o processamento desses dados. SITRUS é formada por duas partes importantes: o Middleware Ciente de Reconfiguração para Rede de Sensores Sem Fio (RAMSES), responsável pelo transporte de dados e gerenciamento de serviços das aplicações que são executadas nos nós sensores; e o Módulo de Processamento Semântico da Informação (SIP), que tem por finalidade categorizar os dados para a geração da base de dados semântica. Esta base de dados servirá para a tomada de decisões de reconfiguração dos nós sensores e para o processamento de consultas sobre as RSSFs. A escolha por esse modelo se deve ao fato de que o processamento referente à reconfiguração da RSSF não sofre intervenção humana. O processamento é determinado pelo SIP e executado pelo RAMSES. Dessa forma, segue-se um modelo baseado em semântica formal. Pretende-se também que a SITRUS favoreça a integração de diferentes aplicações pelo compartilhamento de dados relativos a um mesmo contexto. Os benefícios desta abordagem incluem o enriquecimento dos dados pela associação de seu significado, e não apenas pela sintaxe dos dados, facilitando assim o seu acesso e eliminando ambiguidades. Como forma de demonstrar a eficiência da SITRUS, uma avaliação experimental do consumo de energia com algumas aplicações e diferentes cenários foi realizada, mostrando em seus resultados que a SITRUS atende ao que foi proposto no que diz respeito ao gerenciamento do consumo de energia. / Wireless Sensor Networks (WSNs) are networks with limited resources such as processing, bandwidth, memory, and most importantly, energy. Thus, applications for sensor nodes must create conditions to perform their sensing and processing operations as long as possible, as well as mechanisms that can help to save energy, for example, such as the use of better algorithms, data aggregation, self-management mechanisms, among others, in compliance the resource limitations of WSN. Some research in the area show that solving this problem is not an easy task to be addressed. Thus, this paper proposes a power saving solution for WSN and a common way of sharing data between different applications and networks based on a Semantic Infrastructure for WSN called SITRUS. It uses parametric reconfiguration in sensor nodes at runtime, from sensing data processed outside the WSN using ontologies developed for this purpose for processing such data. SITRUS consists of two major parts: RAMSES, responsible for data transport and service management applications that run on the sensor nodes; and SIP, which is intended to categorize the data for generating the semantic database. This database will serve for decision making on the reconfiguration of sensor nodes and for query processing on WSNs. The choice for this model is due to the fact that the processing related to the reconfiguration of WSN does not suffer human intervention. Processing is determined by SIP and performed by RAMSES. Thus, it follows a model based on formal semantics. It is intended that the SITRUS encourages the integration of different applications by sharing data on a same context. The benefits of this approach include the enrichment of the data by the association of its meaning, and not only by the syntax of the data, thus facilitating their access and eliminating ambiguities. In order to demonstrate the effectiveness of SITRUS, an experimental evaluation of power consumption with some applications and different scenarios was performed, and the results shows that SITRUS serves to what has been proposed in regard to management of the energy consumption.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-12T12:58:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) avld-tese-2016.pdf: 5797292 bytes, checksum: 0ff6ad41cf04121ad18911a2cc983ef8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T12:58:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) avld-tese-2016.pdf: 5797292 bytes, checksum: 0ff6ad41cf04121ad18911a2cc983ef8 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / FACEPE / Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) é um tipo de rede ad hoc formada tipicamente por centenas de pequenos dispositivos, chamados de nós sensores, os quais cooperam entre si para coletar e enviar informações até um nó sorvedouro. Esses nós sensores possuem recursos limitados de processamento, armazenamento e energia. Geralmente, a RSSF é implantada para coleta de informações em ambientes de difícil acesso, impossibilitando a substituição dos nós sensores caso apresentem alguma falha ou quando a energia acaba. Sendo assim, planejar e estimar o tempo de vida (consumo de energia) e a qualidade do serviço (confiabilidade) de uma RSSF antes de implantá-la são atividades cruciais. Existem duas deficiências quando se observam soluções para o problema mencionado: elas se concentram na avaliação do consumo da aplicação ou apenas da infraestrutura de comunicação( e.g., protocolos de comunicação); e, quando os trabalhos avaliam os dois juntos, eles avaliam ou o consumo de energia ou a confiabilidade, e não ambas. Tais deficiências devem ser resolvidas para se ter um bom planejamento da RSSF. Neste cenário, esta tese propõe uma metodologia para guiar o usuário no desenvolvimento de RSSFs levando em consideração o consumo de energia e a confiabilidade das aplicações e da infraestrutura. A metodologia orienta o usuário no planejamento, codificação, otimização, validação e implantação da RSSF. Com relação à avaliação, a metodologia inclui quatro conjuntos de modelos formais baseados em Coloured Petri Ned (CPN) e em Reliability Block Diagram (RBD) para avaliar o consumo de energia e a confiabilidade, respectivamente. Esses quatro conjuntos de modelos são criados através de um processo de composição usando pequenos modelos reusáveis. Todas as atividades da metodologia são suportadas por um conjunto de ferramentas que automatiza a avaliação das RSSFs. Os modelos CPN e RBD foram validados através de experimentos, comparando os resultados obtidos a medições e dados encontrados na literatura. Uma análise de sensibilidade foi realizada para identificar quais fatores tem maior impacto sobre o consumo de energia e a confiabilidade das RSSFs. As contribuições foram a metodologia, unindo o planejamento da aplicação com da infraestrutura da RSSF e avaliando o consumo de energia e a confiabilidade de forma integrada; os modelos formais baseados nas instâncias da RSSF; o conjunto de ferramentas para suportar a metodologia proposta; e a análise de sensibilidade, que mostrou quais fatores afetam mais o consumo e a confiabilidade da RSSF. / Wireless Sensor Network (WSN) is an ad hoc network typically formed by hundreds of small devices called sensor nodes, which cooperate to collect and send information to a sink node. These sensor nodes have limited processing, storage and energy resources. Generally, the WSN is deployed to collect information in inaccessible environments, making it impossible to replace the sensors if they have any failure or when the energy is over. In this way, planning and estimating the lifetime (power consumption) and quality of service (reliability) of a WSN, considering the application and infrastructure before deploying are crucial activities. There are two deficiencies when looking at solutions for the mentioned problem: they focus on evaluating the power consumption of the application or just the infrastructure of WSN; and, when the studies evaluate both together, either they evaluate power consumption and reliability, not both. These deficiencies should be addressed to enable a good WSN planning. In this scenario, this thesis proposes a methodology to guide the user in the WSNs development, considering the power consumption and reliability of the application and the infrastructure of the WSN. The methodology guides the user in the design, coding, optimization, validation and deployment of a WSN. Regarding the evaluation, the methodology includes four sets of formal models based on Coloured Petri Ned (CPN) and Reliability Block Diagram (RBD) to evaluate the power consumption and reliability of the WSN, respectively. These four models are created by a process of composition using small reusable models. All activities of the methodology are supported by a set of tools that automates the WSN evaluation. CPN and RBD models were validated by experiments, comparing the results obtained by the models with results of the measurements or study in the literature. A sensitivity analysis was performed to identify which factors impact on power consumption and reliability of the WSN using the proposed models. The contributions were the methodology, combining the planning of the application with the WSN infrastructure and evaluating power consumption and reliability in an integrated way; formal models based on WSN instances; the set of tools to support the proposed methodology; and the sensitivity analysis, which showed the factors that most affect the consumption and reliability of WSN.