Submitted by Fernanda Ciolfi (fernanda.ciolfi@puc-campinas.edu.br) on 2016-08-11T19:28:00Z No. of bitstreams: 1 Vitor Queiroz Pereira.pdf: 3873709 bytes, checksum: 35cd48e3c95401712d40707f6b9e1af3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-11T19:28:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vitor Queiroz Pereira.pdf: 3873709 bytes, checksum: 35cd48e3c95401712d40707f6b9e1af3 (MD5) Previous issue date: 2016-06-23 / The characteristics of the Sensors Wireless Networks (WSNs) make this technology a solution for a variety of purposes, including when it comes to Internet of Things (IoT). Formed by sensor nodes, this type of network is responsible for monitoring and acting on various aspects of the environment to measure temperature or trigger an exhaust fan. However, wireless communication is vulnerable environment changes in which it operates, which could compromise the effectiveness of communication. Thus, this work presents a proposal for a methodology to determine optimal routes based on an estimate of the PER by the RSSI and a protocol for the collection of network RSSIs. The estimated PER was developed by experimental tests with FSK modulation. The collection protocol was implemented in a real network and RSSIs used to determine the best routes. The methodology for allocation of routes was developed with the classification premise of us according to the criticality of your application into two groups, high and low criticality. / As caracter?sticas das Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) fazem desta tecnologia uma solu??o para diversas finalidades, inclusive quando se trata de Internet das Coisas (IoT). Formada por n?s sensores, este tipo de rede ? respons?vel por monitorar e atuar em diferentes aspectos do ambiente, como medir a temperatura ou acionar um exaustor. Entretanto, a comunica??o sem fio ? vulner?vel as mudan?as do ambiente em que est? inserida, podendo comprometer a efic?cia da comunica??o. Neste sentido, este trabalho apresenta uma proposta uma de metodologia para determina??o de melhores rotas baseada em uma estimativa da PER pela RSSI e um protocolo para a coleta das RSSIs da rede. A estimativa da PER foi desenvolvida por meio de testes experimentais com a modula??o FSK. O protocolo de coleta foi implementado em uma rede real e as RSSIs utilizadas na determina??o de melhores rotas. A metodologia para atribui??o de rotas foi desenvolvida baseada na classifica??o dos n?s em fun??o de sua criticidade.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-03T16:21:29Z No. of bitstreams: 1 ALERTA PO? ? UM SISTEMA DE COMUNICA??O APOIADO EM REDES DE SENSORES SEM FIO PARA MONITORA??O DO C?RREGO ITAIM.pdf: 3373158 bytes, checksum: 31363a3d5310d22b8a185ceba8f3f1c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-03T16:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALERTA PO? ? UM SISTEMA DE COMUNICA??O APOIADO EM REDES DE SENSORES SEM FIO PARA MONITORA??O DO C?RREGO ITAIM.pdf: 3373158 bytes, checksum: 31363a3d5310d22b8a185ceba8f3f1c6 (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / The problems of floods in Brazil cause many difficulties in the lives of many Brazilians throughout the country. Examples such as S?o Paulo, where during the summer the heavy rains, attached to infrastructure problems, enhance transit and leave homeless, or as Po? suffering almost every year with social problems arising from flooding revealing that the problem is recurrent. In this sense, to minimize financial losses and, above all, avoid loss of life (deaths), this work presents a development proposal to interconnect wireless sensor networks and the Internet using low-cost sensors for the level of streams monitoring and rivers urban. In this research the main objective is to provide a reliable system of monitoring streams of water level, crossing a city and contribute to the security of the population, built through the use of a network of sensors without low financial cost wire. The collected data is transmitted in real time to the City Security Control Center that treats these raw data and makes them available in useful information and easy viewing of the stream water level of the residents in the municipality of Po? through a page Web Prefecture. To increase agility in decision-making, information will also be available to citizens through an application installed on mobile devices (smartphones or tablets) that allows the current view of the percentage of water in the stream. The case study results showed the feasibility of implementing this proposal therefore be demonstrated that the water level in the stream monitoring using low cost sensors through a web page and application for mobile devices is possible. With the implementation of wireless sensor network citizens begin to monitor and be alerted to possible flooding, enabling the rescue of material goods and human lives. / Os problemas das enchentes no Brasil causam diversas dificuldades na vida de v?rios brasileiros em todo o territ?rio nacional. Exemplos como o de S?o Paulo, onde durante o ver?o o excesso de chuvas, unido a problemas de infraestrutura, intensificam o tr?nsito e deixam desabrigados, ou como de Po? que sofre praticamente todos os anos com problemas sociais decorrentes de enchentes revelando que o problema ? recorrente. Neste sentido, para minimizar preju?zos financeiros e, principalmente, evitar perda de vidas (mortes), este trabalho apresenta uma proposta de desenvolvimento para interconex?o de redes de sensores sem fio e a internet utilizando sensores de baixo custo para monitoramento do n?vel de c?rregos e rios urbanos. Nesta pesquisa o principal objetivo ? oferecer um sistema confi?vel de monitora??o do n?vel de ?gua de c?rregos, que atravessam uma cidade e que contribua com a seguran?a da popula??o, constru?do por meio do uso de uma rede de sensores sem fio de baixo custo financeiro. Os dados coletados s?o transmitidos em tempo real para o Centro de Controle de Seguran?a da Cidade que trata estes dados brutos e os disponibiliza em informa??es ?teis e de f?cil visualiza??o sobre o n?vel de ?gua do c?rrego aos cidad?os residentes no Munic?pio de Po? atrav?s de uma p?gina web da Prefeitura. Para aumentar a agilidade na tomada de decis?es, as informa??es tamb?m estar?o dispon?veis aos cidad?os por meio de um aplicativo instalado em dispositivos m?veis (smartphones ou tablets) que permite a visualiza??o atual da porcentagem de ?gua no c?rrego. Os resultados do estudo de caso apontaram para a viabilidade de implementa??o desta proposta, pois, demostrou-se que ? poss?vel o monitoramento do n?vel de ?gua no c?rrego utilizando sensores de baixo custo atrav?s de uma p?gina web e aplicativo para dispositivos m?veis. Com a implementa??o da rede de sensores sem fio os cidad?os passam a monitorar e a serem alertados sobre poss?veis enchentes, possibilitando o salvamento de bens materiais e de vidas humanas.

MATOS, Daniel Ribeiro. Um algoritmos distribuído para escalonamento de sensores em RSSF. 2013. 59 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-16T17:08:19Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_drmatos.pdf: 2537544 bytes, checksum: 870eae75ce068b1ef961e23307dda2a9 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-16T17:11:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_drmatos.pdf: 2537544 bytes, checksum: 870eae75ce068b1ef961e23307dda2a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-16T17:11:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_drmatos.pdf: 2537544 bytes, checksum: 870eae75ce068b1ef961e23307dda2a9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Wireless Sensor Networks (WSNs) are used in a lot of applications: from smart homes to military enviromnets. In general, WSNs has severe energy restrictions - a sensor usualy has a limited batery and it’s not replaceable. Distributing the sensor in a random mander can lead to a redundancy of some areas and this is desirable to support fail of some sensors. In this work, we propose an distributed algorithm to schedule active sensors to reduce the redundancy of data obtainned by the network and prolong the network lifetime. / Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são utilizadas em diversos tipos de aplicações: desde casas inteligentes a aplicações militares. RSSF possuem, em geral, severas restrições energéticas - um sensor geralmente possui uma quantidade limitada de bateria e este não é substituível. Os sensores podem possuir uma certa redundância de uma área sensoreada, uma vez que, quando os sensores são distribuídos de forma aleatória, alguns sensores acabam ficando muito próximos, ou mesmo quando são depositados de maneira determinística, uma certa redundância é necessária para prever a falha de alguns destes sensores. Neste trabalho, propomos um algoritmo distribuído que faz um escalonamento de sensores ativos, de forma a reduzir a redundância dos dados coletados e aumentar o tempo de vida da rede de sensores.

Oliveira, Camila Helena Souza. Gerenciamento Autonômico de Energia em Redes de Sensores Sem Fio Através do Escalonamento de Atividade dos Nós. 2011. 103 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-07T17:01:05Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_chsoliveira.htm: 516 bytes, checksum: 5f53d35c4f0938cf35fd9c5325cc0b3c (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-07T17:01:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_chsoliveira.htm: 516 bytes, checksum: 5f53d35c4f0938cf35fd9c5325cc0b3c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-07T17:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_chsoliveira.htm: 516 bytes, checksum: 5f53d35c4f0938cf35fd9c5325cc0b3c (MD5) Previous issue date: 2011 / he evolution and development of new devices, increasingly cheaper and more efficient, expanded the use of Wireless Sensor Networks (WSN) and encouraged the creation of new applications in the contemporary scenery of Ubiquitous and Pervasive Computing. However, energy limitation remains a challenge in the field of WSN. This situation is aggravated even more by the infeasibility of energy recharge since, in many cases, WSN are used in inaccessible enviroments. With cheapness devices used in WSN, became easier to employ dense and large-scale networks in environments that will be monitored. The use of dense networks, which have a high degree redundancy of nodes, allows the network remains functional even with the exhaustion of some nodes. In addition to provide fault tolerance, the use of very dense networks offer the opportunity of implementing scheduling mechanisms for redundant nodes, in a way that the network lifetime is even better optimized. Assuming a scenery with very dense networks, this dissertation describes the implementation of an autonomic scheduling mechanism, simple, robust and scalable, in order to further improve the results already presented by BiO4SeL, which is a routing protocol based on Ant Colony and designed to maximize the network lifetime. The results show that the new scheduling scheme effectively improves the WSN lifetime based on BiO4SeL in dense scenarios. / A evolução no desenvolvimento de novos dispositivos, cada vez mais baratos e eficientes, expandiu o uso das Redes Sensores Sem Fio (RSSF) e incentivou a criação de novas aplicações, no cenário contemporâneo da Computação Ubíqua e Pervasiva. No entanto, a limitação de energia continua sendo um desafio na área de RSSF. Essa situação é agravada ainda mais pela a inviabilidade de recarga de energia já que, em muitos casos, as RSSF são utilizadas em ambientes inacessíveis. Com o barateamento dos dispositivos utilizados nas RSSFs, ficou mais fácil empregar redes muito densas e de larga escala nos ambientes a serem monitorados. O emprego de redes densas, que apresentam alto grau de redundância dos nós, permite que a rede continue funcional mesmo com a exaustão de alguns nós. Além de oferecer tolerância a falhas, o uso de redes muito densas oferece a oportunidade da implementação de mecanismos de escalonamento dos nós redundantes, de forma que o tempo de vida da rede seja ainda melhor otimizado. Assumindo um cenário com rede muito densas, este trabalho descreve a implementação de um mecanismo de escalonamento autonômico, simples, robusto e escalável, com o objetivo de melhorar ainda mais os resultados já apresentados pelo BiO4SeL, um protocolo de roteamento baseado em Colônia de Formigas e desenvolvido para maximizar o tempo de vida da rede. Os resultados mostram que o novo esquema de escalonamento efetivamente melhora o tempo de vida de uma RSSF baseada no BiO4SeL em cenários densos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4225.pdf: 931319 bytes, checksum: 2be2e5e88eb314cf8769dabd2749e671 (MD5) Previous issue date: 2011-06-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / The usage of wireless sensor network is increasingly being applied to people s everyday lives everywhere: from energy consumption in households and buildings in general, to vital signs in assistive medicine, infrastructure monitoring, chemical or biological product leaking detection in industries, better surveillance, environmental monitoring, among many others. WSN can be deployed in different densities next to several thousands of nodes. However, the development of WSN solutions are limited mainly by energy resource restriction. The great challenge to WSN solutions is to increase the network longevity while guaranteeing data delivery, reliability and accuracy in an environment prone to different types of failures. The largest source of energy consumption is data transmission. Thus, solutions to WSN needs to avoid intense communication keeping energy consumption balance and so the network longevity. In applications in which high density of nodes is necessary, sensing process can produce a large amount of data which are similar or redundant, due to the special proximity among the nodes. This spatial proximity can be explored in routing solutions to reduce the amount of messages transmitted throughout the network. This work presents the Spatial Correlation Aware Routing Protocol - SCARP , which makes use of spatial correlation to reduce the number of network transmissions. With SCARP, the WSN is configured in cells and nodes of each cell are selected, in an alternated way, to transmit similar or redundant data, and so reducing the number of transmitted messages. This traffic reduction results in less energy consumption and longer network longevity. Evaluation results show that SCARP outperforms similar solutions described in the literature, such as DAARP, which uses clustering and aggregation. SCARP has a positive performance even for large node density scenarios. / Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) estão sendo cada vez mais utilizadas na vida diária das pessoas em aplicações que incluem desde monitoramento de gasto de energia em residências e prédios em geral, até monitoramento de sinais vitais para medicina assistida, monitoramento de infraestruturas físicas, vazamentos de produtos químicos ou biológicos em indústrias, vigilância para melhoria de segurança, monitoramento ambiental, dentre inúmeras outras. RSSFs podem ser implantadas em diferentes densidades podendo chegar a milhares de nós. No entanto, o desenvolvimento de soluções baseadas em RSSFs é limitado, principalmente, por recursos restritos dos nós sensores, em especial recursos energéticos. O grande desafio de soluções para RSSFs é aumentar a longevidade da rede e, ao mesmo tempo, garantir a entrega, confiabilidade e precisão dos dados coletados diante de um ambiente propício a falhas de diferentes tipos. A maior fonte de consumo de energia é a transmissão de mensagens. Assim, soluções de RSSF têm que evitar comunicação intensa, mantendo o balanceamento do consumo de energia e, assim, a longevidade da rede. Em aplicações onde é necessária alta densidade de nós sensores, o processo de sensoriamento pode produzir grande quantidade de dados similares ou redundantes devido à proximidade espacial entre esses nós. Esta proximidade espacial pode ser explorada em soluções de roteamento para reduzir a quantidade de mensagens transmitidas pela rede. Este trabalho apresenta o algoritmo de roteamento SCARP (Spatial Correlation Aware Routing Protocol), que faz uso da correlação espacial para reduzir o número de transmissões pela rede. Com o SCARP, a RSSF é configurada em células e nós de cada célula são escolhidos, de maneira alternada, para transmitir dados similares ou redundantes, reduzindo assim o número de mensagens transmitidas. Essa redução de tráfego resulta em menor consumo de energia e maior longevidade da rede. Resultados de avaliação de desempenho mostram que SCARP supera soluções semelhantes descritas na literatura como o DAARP, que utiliza clusterização e agregação de dados, e mantém o desempenho positivo mesmo em situações de grande densidade de nós.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-05-16T12:07:58Z No. of bitstreams: 1 YURI FARIAS GOMES - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2016.pdf: 3048867 bytes, checksum: 60a6246decb26c17e7daf60547dab3f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T12:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YURI FARIAS GOMES - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2016.pdf: 3048867 bytes, checksum: 60a6246decb26c17e7daf60547dab3f6 (MD5) Previous issue date: 2016 / Capes / A visão da Internet das Coisas possibilitou o desenvolvimento de uma diversidade de aplicações e serviços que antes não era possível devido a uma série de limitações. Apesar de algumas dificuldades ainda existentes no hardware, como poder de processamento limitado e utilizações de baterias, pesquisas indicam que no ano de 2016 mais de 6,4 bilhões de dispositivos estarão conectados. A alta diversidade destes aparelhos cria a necessidade de infraestruturas capazes de lidar com dispositivos altamente heterogêneos e suas limitações de hardware. Neste trabalho propõe-se uma arquitetura orientada a serviços para integrar dispositivos na Internet das Coisas e resolver grande parte dos problemas que essa integração ocasiona. A partir desta arquitetura, serviços e aplicações poderão acessar sensores e atuadores através da web utilizando modelos de dados definidos a partir de padrões na Internet. O gerenciamento dos nós conectados a esta infraestrutura é realizado a partir de um middleware conectado a dispositivos ou gateways para a tradução de informações na tecnologia de comunicação utilizada (ie. Bluetooth, ZigBee, entre outros). Esta proposta foi avaliada com o desenvolvimento de um middleware baseado na especificação UPnP e uma aplicação Android para simulação dos dados de sensores. Resultados do experimento demonstram a viabilidade de utilização da arquitetura proposta na Integração com aplicações, serviços e outras arquiteturas disponíveis na Internet através da web e modelos de dados padronizados. / The vision of Internet of Things enabled the development of a diverse range of applications and service not possible before due to a number of limitations. Despite some remaining problems still exists on hardware, such as limited processing power and battery usage, researches indicates that in 2016, more than 6.4 billion devices will be connected. The high diversity of the sedevices creates the need of a infrastructure capable of managing high ly heterogeneous devices and their hardware limitations. This work proposes an service-oriented architecture to integrate Io Tdevices and solvemostissues that this integration brings. Using this architecture, services and applications will be able to access sensors and actuators from the web using data models from repositories on the Internet. The management of connected devices is performed by a middleware that can be connected directly to the devices or through gateways that can translate information to the communication technology used (ie. Bluetooth, ZigBee, and others). This proposal was evaluated with the development of a middleware based on the UPnP specification and an Android application to simulate sensor data. Results from this evaluation shows the feasibility of the solution with the integration with applications, services and other architectures available on the Internet through the web using the same data model.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FelipeDMO.pdf: 2614728 bytes, checksum: fd69e303891800912ab5260562a5545d (MD5) Previous issue date: 2009-02-13 / This dissertation aims to develop a software applied to a communication system for a wireless sensor network (WSN) for tracking analog and digital variables and control valve of the gas flow in artificial oil s elevation units, Plunger Lift type. The reason for this implementation is due to the fact that, in the studied plant configuration, the sensors communicate with the PLC (Programmable and Logic Controller) by the cables and pipelines, making any changes in that system, such as changing the layout of it, as well as inconveniences that arise from the nature of the site, such as the vicinity s animals presence that tend to destroy the cables for interconnection of sensors to the PLC. For software development, was used communication polling method via SMAC protocol (Simple Medium Access ControlIEEE 802.15.4 standard) in the CodeWarrior environment to which generated a firmware, loaded into the WSN s transceivers, present in the kit MC13193-EVK, (all items described above are owners of Freescale Semiconductors Inc.). The network monitoring and parameterization used in its application, was developed in LabVIEW software from National Instruments. The results were obtained through the observation of the network s behavior of sensors proposal, focusing on aspects such as: indoor and outdoor quantity of packages received and lost, general aspects of reliability in data transmission, coexistence with other types of wireless networks and power consumption under different operating conditions. The results were considered satisfactory, which showed the software efficiency in this communication system / Este trabalho tem por finalidade desenvolver um software aplicado a um sistema de comunica??o de uma rede de sensores sem fio (RSSF), para monitoramento de vari?veis anal?gicas, digitais e comando de v?lvulas de passagem do fluxo de g?s em unidades de eleva??o artificial de petr?leo e g?s natural do tipo Plunger Lift. A raz?o desta implementa??o deve-se ao fato que, na configura??o da planta estudada, os sensores comunicam-se com o CLP (Controlador L?gico Program?vel) atrav?s de cabos e dutos, dificultando eventuais modifica??es nesse sistema, tais como mudan?a de layout do mesmo, al?m de inconveni?ncias que venham a surgir da pr?pria natureza do local, como a presen?a de animais nas redondezas que tendem a destruir os cabos de interconex?o dos sensores ao CLP. Para o desenvolvimento do software, foi utilizado o m?todo de comunica??o polling, atrav?s do protocolo SMAC (Simple Medium Access Control - padr?o IEEE 802.15.4), no ambiente CodeWarrior, ao qual gerou um firmware, carregado nas placas de monitoramento da RSSF, presentes no kit MC13193-EVK, (todos os itens descritos acima s?o propriet?rios da Freescale Semiconductors Inc.). O monitoramento e parametriza??o da rede utilizou uma aplica??o, desenvolvida no software LabVIEW, da National Instruments. Os resultados foram obtidos atrav?s da observa??o do comportamento da rede de sensores proposta, focando aspectos, tais como: quantidade de pacotes recebidos e perdidos em ambientes externos (Outdoor) e internos (Indoor), aspectos gerais de confiabilidade na transmiss?o dos dados, coexist?ncia entre outros tipos de redes sem fio e consumo de energia sob diferentes condi??es de opera??o. Os resultados obtidos foram considerados satisfat?rios, o que comprovou a efici?ncia do software neste sistema de comunica??o

A internet das coisas é considerada um novo sistema de comunicação que promete otimizar e melhorar diferentes áreas de aplicação com base em módulos sensores e objetos unicamente interligados através da internet. Em aplicações de redes de sensores sem fio em larga escala, as redes possuem características peculiares, como grande quantidade de módulos sensores de baixa potência, consumo limitado e perdas de comunicação intermitentes. Estas redes precisam operar com protocolos escaláveis e eficientes em termos de consumo de energia. Desta forma, esta tese propõe um protocolo multicanal assíncrono iniciado pelo receptor de acesso ao meio para redes de sensores sem fio de baixa potência para aplicações de internet das coisas. Através de uma comparação com soluções já existentes, o protocolo apresentado procura mitigar a colisão de mensagens e as perdas de energia com ociosidade na espera pela comunicação de um transmissor, através de um mecanismo de reconhecimento inicial eficiente. Adicionalmente, é proposto um diagnóstico efetivo de detecção de falha na comunicação ainda no ciclo de comunicação, de forma a auxiliar a economia de energia. Complementarmente, é proposto um mecanismo multicanal baseado no conhecimento do canal da vizinhança, além de serviços de inicialização e manutenção da rede. Para validação da proposta, o protocolo proposto foi comparado tanto com protocolos assíncronos multicanais iniciado pelo receptor quanto com protocolo síncrono relevantes na literatura científica. Os critérios de avaliação utilizados foram medição do consumo, latência e taxa de entrega da rede em diferentes cenários. Os resultados mostraram que o protocolo proposto minimiza o consumo de energia em relação aos protocolos assíncronos, além de melhorar a comunicação quando comparado aos protocolos analisados. Na comparação com o protocolo síncrono, demonstrou desempenho e consumo compatíveis, quando em período de trabalho menor, e consumo reduzido com períodos de trabalho maiores. / The Internet of Things is considered a new communication system that promises to optimize and improve different application areas. It is based on sensor modules and intelligent objects only interconnected through the internet. In large-scale wireless sensor network applications, networks have own specific characteristics such as many low-power, limited-power sensor modules with intermittent communication losses. These networks need to operate with scalable, energy-efficient protocols. Thus, this thesis proposes an asynchronous multichannel receiver-initiated MAC protocol for low power wireless sensor networks and internet of things applications. Through a comparison with already existing solutions, the proposed protocol tries to mitigate message containment and the effect of idle listening through an efficient initial recognition mechanism. It is also proposed an effective diagnosis of communication failure detection in the communication cycle, which also helps to save energy. In addition, a multichannel mechanism is proposed based on the knowledge of the neighborhood channel in addition to services of initialization and maintenance of the network. To validate the proposed protocol, evaluations were made for the consumption of each node sensor, the network traffic for each link, the latency and the network delivery rate in a web application. Tests were performed using asynchronous multichannel receiver-initiated and synchronous protocols based on literature scientific. The results show that the proposed protocol minimizes the energy consumption in relation to the asynchronous protocols, besides improving the communication when compared to the analyzed protocols. In the comparison with the synchronous protocol the proposed protocol showed performance and consumption compatible, when in a smaller duty cycles, and reduced consumption with longer duty cycles.

Orientadora: Profa. Dra. Aline de Oliveira Neves Panazio / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, Santo André, 2018. / Este trabalho dedica-se ao estudo de algoritmos de filtragem adaptativa autodidata no modo difusão, com aplicações em redes de sensores sem fio (RSSF). No modo difusão, os nós sensores da rede possuem poder de processamento local e trocam informações com seus vizinhos. Neste trabalho, propomos dois algoritmos utilizando como base o algoritmo CMA no modo Difusão (CMAD), com duas abordagens distintas da técnica Set-Membership. O primeiro baseia-se no algoritmo Set-Membership Least Mean Squares (SM-LMS), desenvolvido também no modo difusão. Estendemos o algoritmo para o contexto não supervisionado, denotando por Algoritmo Set-Membership CMA no modo Difusão (SM-CMAD). Mostramos que este algoritmo apresenta desempenho melhor ou similar ao CMAD, em termos de velocidade de convergência, patamar de interferência intersimbólica (IIS) e possuindo a importante vantagem de reduzir as trocas de informações entre os nós, economizando energia e recursos da rede. O segundo algoritmo proposto se baseia no Set-Membership do Módulo Constante (SM-CM), o qual estendemos para o contexto de redes de sensores sem fio no modo difusão. Tal algoritmo é denotado por Algoritmo Set-membership CMA no modo Difusão Square-root Gamma (SM-CMAD-SG). Novamente o algoritmo apresenta um bom desempenho quando comparado com o CMAD e, quando comparado ao SM-CMAD, vemos que sua principal vantagem está na economia em termos de atualizações dos coeficientes do filtro, que chega a valores acima de 70% em diversos cenários de simulação, sem grandes perdas de desempenho economizando energia. / This work is devoted to the study of unsupervised adaptive filtering algorithms in diffusion mode, with applications in wireless sensor networks (WSNs). In diffusion mode, network sensing nodes have local processing power and exchange information with their neighbors. In this work, we propose two algorithms based on the CMA algorithm in Diffusion mode (CMAD), with two different approaches to the Set-Membership technique. The first one is based on the Set-Membership Least Mean Squares (SM-LMS) algorithm, also developed in the diffusion mode. We extend the algorithm to the unsupervised context, denoting by Set-Membership CMA in Diffusion mode (SM-CMAD). We show that this algorithm presents better or similar performance to CMAD, in terms of convergence speed, intersymbol interference threshold (IIS), and has the important advantage of reducing the exchange of information between nodes, saving energy and network resources. The second proposed algorithm is based on the Set-Membership of the Constant Modulus (SM-CM), which we extend to the context of wireless sensor networks in the diffusion mode. This algorithm is denoted by the Set-membership CMA in Diffusion mode Square-root Gamma (SM-CMAD-SG). This algorithm performs well when compared to CMAD and, when compared to SM-CMAD, we see that its main advantage lies in the economy in terms of the update of the filter coefficients, which reaches values above 70% in several scenarios without loss of performance, saving energy.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Ricardo Melo Araujo.pdf: 3722790 bytes, checksum: 1876d821e1e927795304f1c1ee7bbb67 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Wireless Sensor Network (WSN) is a special kind of ad hoc networks composed of devices capable of processing, storing, sensing the environment, and transmitting data via wireless communication interface. The sensor nodes have several limitations, among them the capacity of energy because to the reduced size. For this reason, many searches have been done with a view to improving the energy consumption of sensor nodes. This work aims to address the Problem of Coverage, Clustering and Routing with Mobile Sink (PCAR-SM, in portuguese Problema de Cobertura, Agrupamento e Roteamento com Sorvedouro Móvel) in WSN with mobile sink consisting of: given a set of sensor nodes and a monitoring area, develop algorithms to find the best subset of sensor nodes to cover the monitoring area, group them in a smaller number of clusters and find the shortest route to mobile sink navigate. The PCAR-SM is a strategy used to reduce the energy consumption of sensor nodes, data collisions, interference and redundant data in networks with high concentration of sensor nodes per area. The purpose of this paper is to solve each problem separately and together, in order to evaluate the impact of each problem on the other. The Coverage Problem has been solved with two metaheuristics: an Genetic Algorithm (GA) and a Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) algorithm. In the latter we used two representations of solution: (a) representation by sensor, where each element of the solution vector represents a sensor node that must be switched on or off; (b) representation by demand, where each element of the solution vector represents a demand point will indicate which sensor node cover it. The AG uses only the representation by demand. The computational results for Coverage Problem used the benchmark of Beasley s OR Library and it was possible seen that the GRASP with representation by demand achieved better results than the GA and the GRASP with representation by sensor when the optimization criterion is to minimize the total cost of each sensor node used in the solution. For Clustering Problem was created approach of virtual grids. In this approach, we divide the area into grids and clusters are formed by a set of adjacent grids (maximum 5 grids in group) forming a cross schematic. The aim of the problem is to minimize the number of clusters in the area. With this approach, we can model the Clustering Problem as a Set Cover Problem (SCP) without overlapping (an element does not belong to more than one set), which was treated by a greedy heuristic called Greedy Clustering Algorithm (GCA). The virtual grids proved to be a good solution because it is simple to identify a node which grid it belongs. Its simplicity also makes it a appropriate method for a distributed version. The Routing Problem of sink was modeled as the Travelling Salesman Problem (TSP), where the mobile sink part of a corner of the monitoring area, runs through the area visiting all clusters and returns to the starting point. For this, we propose two greedy approaches based on nearest neighbor, the Routing Greedy Algorithm - Center (RGA-C) and Routing Greedy Algorithm - Border (RGA-B). The route of the sink was also solved by a heuristic based on algorithm Centralized Spatial Partitioning (CSP). In CSP approach, the route is fixed and reminds the movement of a snake. The results show that fixed route produces a path with smaller size compared to the greedy heuristic for TSP. We analyze also the PCAR-SM, creating heuristic strategies. The union of the Clustering Problem and Routing Problem proved more beneficial in relation to the size of the sink s route. The union of Coverage Problem and Clustering Problem only proved beneficial when the communication radius was about 3,9 times greater than the sensing radius. Our results show that solve problems together allows some changes in the algorithms will lead to better results. / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) são um tipo especial de redes ad hoc constituídas por dispositivos capazes de processar, armazenar, sensoriar o ambiente e transmitir dados via interface de comunicação sem fio, denominados nós sensores. Os nós sensores possuem várias limitações, dentre elas, a capacidade de energia devido ao tamanho reduzido. Por isto, muitas pesquisas foram feitas tendo em vista a melhoria no consumo de energia dos nós sensores. Este trabalho tem como objetivo tratar o Problema de Cobertura, Agrupamento e Roteamento com Sorvedouro Móvel (PCAR-SM) em RSSF com nó sorvedouro móvel, que consiste em: dado um conjunto de nós sensores e uma área de monitoramento, desenvolver algoritmos para encontrar o melhor subconjunto de nós sensores que cubra a área de monitoramento, juntá-los no menor número de grupos possíveis e encontrar a menor rota para um nó sorvedouro móvel percorrer. O PCAR-SM é uma estratégia utilizada para diminuir o consumo de energia dos nós sensores, a colisão de dados, as interferências e os dados redundantes em redes com alta concentração de nós sensores por área. A proposta deste trabalho é resolver cada problema separadamente e em conjunto, de modo a avaliar o impacto de cada problema na solução do outro. O Problema de Cobertura foi resolvido com duas metaheurísticas: um Algoritmo Genético (AG) e um algoritmo Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP). Neste último foram utilizadas duas representações de solução: (a) representação por sensor, onde cada elemento do vetor de solução representa um nó sensor que estará ligado ou desligado; (b) representação por demanda, onde cada elemento do vetor de solução representa um ponto de demanda no qual indicará qual o nó sensor o cobre. O AG utiliza apenas a representação por demanda. Os resultados computacionais para o Problema de Cobertura utilizaram o benchmark da Beasley s OR Library e foi possível constatar que o GRASP com representação por demanda obteve melhores resultados que o AG e o GRASP com representação por sensor quando o critério de otimização é minimizar a soma total dos custos de cada nó sensor utilizado na solução. Para o Problema de Agrupamento foi criada uma abordagem de grades virtuais. Nesta abordagem dividimos a área em grades e os grupos são formados por um conjunto de grades adjacentes (no máximo 5 grades) formando um esquema de cruz. O objetivo do problema é minimizar o número de grupos na área. A partir desta abordagem, pode-se modelar o Problema de Agrupamento como um Problema de Cobertura de Conjuntos (PCC) sem sobreposição (um elemento não pertence a mais de um conjunto), que foi tratada por uma heurística gulosa denominada Greedy Clustering Algorithm (GCA). Os grades virtuais provou ser uma boa solução por ser simples para um nó identificar a qual grade ele pertence. Sua simplicidade ainda o torna uma método adequado para uma versão distribuída. O Problema de Roteamento do nó sorvedouro foi modelado como o Problema do Caixeiro Viajante (PCV), onde o nó sorvedouro móvel parte de um canto da área de monitoramento, percorre a área visitando todos os grupos e retorna ao ponto inicial. Para isto, propomos duas abordagens gulosas baseadas no vizinho mais próximo, o Routing Greedy Algorithm - Center (RGA-C) e o Routing Greedy Algorithm - Border (RGA-B). A rota do nó sorvedouro também foi resolvida por uma heurística baseada no algoritmo Centralized Spatial Partitioning (CSP). Na abordagem CSP, a rota é fixa e lembra o movimento de uma cobra. Os resultados mostram que a rota fixa gera um percurso com tamanho menor em comparação com as heurísticas gulosas para o PCV. Analisamos, ainda, o PCAR-SM, criando estratégias heurísticas. Aunião dos Problema de Agrupamento e Roteamento, provou ser mais benéfica em relação ao tamanho da rota do nó sorvedouro, já a união do Problema de Cobertura com o Problema de Agrupamento só mostrou ser benéfica quando o raio de comunicação era aproximadamente 3, 9 vezes maior que o raio de sensoriamento. Nossos resultados, mostram que resolver os problemas em conjunto permite que algumas mudanças nos algoritmos levem a melhores resultados.