Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2936_1.pdf: 5341800 bytes, checksum: a5ccda133be4a528522f870ef9096677 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Há uma grande variedade de aplicações para redes de sensores sem-fio (RSSFs) tais como monitoramento médico, aplicações militares, segurança de escritórios e residências, agricultura de precisão e assim por diante. Estas aplicações têm que lidar com as particularidades das RSSF como consumo de energia, baixa capacidade de processamento, dinamicidade na topologia da rede, escalabilidade, heterogeneidade de hardware dos sensores e limitada largura de banda. Devido à natureza inerentemente distribuída das RSSF, ameaças de segurança podem afetar a execução das aplicações. Tornar uma RSSF segura é uma tarefa complexa devido à natureza distribuída da aplicação e da rede, assim como as limitações de recursos do nó sensor (e.g., processamento e bateria). O principal objetivo da segurança é garantir a integridade, autenticidade e confidencialidade dos dados e afetar minimamente o tempo de vida da rede. Diante desse cenário, este trabalho propõe o SM-Sens, um middleware que facilita o desenvolvimento de aplicações distribuídas seguras escondendo a complexidade das RSSF e os mecanismos de segurança. O middleware utiliza criptografia simétrica e de chave pública, autenticação de mensagens, distribuição de chaves baseado no papel que o nó sensor desempenha. As defesas providas pelo middleware são eficientes contra muitos ataques (e.g., encaminhamento seletivo,buraco negro,sybil entre outros), prevenindo-os ou minimizando os danos causados

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5463_1.pdf: 1462415 bytes, checksum: 975980491ca4b4412b374f07a3f2612d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A atratividade das Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) para o monitoramento das condições do ambiente e para servir de ponte entre o mundo físico e o virtual vem aumentando devido aos avanços da micro-eletrônica, que possibilitaram a produção de vários tipos de sensores (luz, umidade, temperatura, fumaça, radiação, acústicos, sísmicos, etc.) no mesmo chip que processa o sinal e realiza a comunicação. As RSSF podem ser consideradas ambientes de computação distribuída com severas restrições de velocidade de processamento, tamanho de memória, energia e largura de banda. Individualmente os nós das redes de sensores são tipicamente não confiáveis e a topologia da rede pode mudar dinamicamente. As redes de sensores também se diferenciam por causa da estreita interação com o ambiente físico através de sensores e atuadores. Devido à todas estas diferenças, muitas soluções desenvolvidas para plataformas de computação genéricas e para redes ad-hoc não podem ser aplicadas às RSSF. Todavia, os nós das redes de sensores também exibem características de sistema de propósito geral e de sistemas embutidos. Os sistemas de middleware para RSSF têm objetivos similares (ex., comunicação) aos dos sistemas de middleware tradicionais como CORBA, RMI, JINI, DCOM e PVM, porém têm restrições diferentes. Os sistemas de middleware tradicionais geralmente consomem demasiadamente recursos como processamento, memória e largura de banda, enquanto que nas RSSF estes recursos são escassos dificultando a tarefa de desenvolver sistemas de middleware para estas redes. O desenvolvimento de middleware para RSSF é o tema central desta dissertação. O middleware desenvolvido nesta dissertação deve possui as seguintes características: adaptação do comportamento da aplicação devido à disponibilidade de recursos e características do ambiente físico; comunicação entre nós da rede permitindo também a comunicação assíncrona, pois é mais adequada ao modelo de disseminação de informação requerido por aplicações em RSSF; combinação ou fusão de dados provenientes de fontes diferentes eliminando redundância, minimizando o número de transmissões e assim economizando energia; e gerenciamento de grupos de nós para dar suporte à aplicações de rastreamento de objetos, tolerância a falhas, segurança, sincronização de relógios e gerenciamento de energia. Para realizar as características mencionadas, apresentamos o projeto, a implementação e a validação de um middleware para RSSF. Este middleware é visto como uma coleção de serviços (de middleware) fornecidos através de uma API (Application Programming Interface) e é composto pelos serviços de: comunicação, que provê canais de comunicação broadcast e publish-subscribe; reconfiguração, responsável pela reconfiguração de componentes da aplicação e serviços do middleware; gerenciamento de grupos, que provê um modelo de gerenciamento de grupos de nós da rede; e de agregação, que realiza a combinação de dados para diminuir o envio de dados pela rede

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2469_1.pdf: 9007648 bytes, checksum: 62c40e7e2139e238509354c049e4228b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Petróleo Brasileiro S.A. / Neste trabalho são apresentadas a descrição em linguagem VHDL e a implementa ção em FPGA de um amplificador sensível à fase (lock-in) e de um módulo de comunica ção CAN para o desenvolvimento de um sensor inteligente inspirado na família de padrões IEEE 1451. O amplificador sensível à fase é utilizado para detecção e condicionamento de sinais. Sua implementação em formato digital possibilita a utilização de técnicas de processamento digital de sinais. A síntese do amplificador utilizou apenas 6% dos recursos lógicos da FPGA escolhida, possibilitando a implementação de vários amplificadores em paralelo, na mesma FPGA. O módulo CAN implementado é capaz de se comunicar em rede com outros módulos CAN, disponíveis comercialmente. A utilização lógica do módulo CAN implementado foi comparada à do módulo HurriCANe, desenvolvido pela ESA. O funcionamento dos circuitos foi verificado com êxito a partir de simulações e de testes realizados após a implementação em FPGA. A interligação do módulo CAN ao amplificador lock-in foi realizada com sucesso, sendo ocupados apenas 14% dos recursos da FPGA

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-18T18:24:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcus de Lima Braga.pdf: 6450946 bytes, checksum: 146975a14889793868be80d04a6c46c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-18T19:37:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcus de Lima Braga.pdf: 6450946 bytes, checksum: 146975a14889793868be80d04a6c46c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-18T19:39:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcus de Lima Braga.pdf: 6450946 bytes, checksum: 146975a14889793868be80d04a6c46c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-18T19:39:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcus de Lima Braga.pdf: 6450946 bytes, checksum: 146975a14889793868be80d04a6c46c5 (MD5) Previous issue date: 2012-01-05 / Não informada / Wireless Sensor Network (WSN) has attracted the interest of researchers in applications development that operate on monitoring and control of physical phenomena, relying on its autonomy and exibility, and on its distributed nature and pervasive. If for one hand, this interest provides the development of new applications, on the other it increases its complexity and therefore costs. This is easily understood due their restrictive features, which make the crucial stages of software development (modeling, veri cation and testing) become a non-trivial task. The programming is carried out very close to the operating system (low level), favoring the distraction in the application of logic and thus requiring more concentration of the developer, as well as technical training, rare among experts. This scenario enables the creation of methodologies and tools that support development on this platform. This study aims to use the formal method called Communicating X-Machine in the construction of WSN applications, o ering an intuitive approach and a modular development, providing to the programmer a higher level of abstraction, making it easier to build applications until the code generation in nesC language programming (TinyOS platform). So, this paper aims to facilitate the development of applications, from their modeling until the code generation, providing to the developer an increase in the level of abstraction, a better understanding of the problem through its partitioning and ease of building WSN applications. / Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) tem despertado o interesse de pesquisadores no desenvolvimento de aplicações que atuem no monitoramento e controle de fenômenos físicos, apoiando-se em sua autonomia e exibilidade, e em sua natureza distribuída e pervasiva. Se por um lado, esse interesse proporciona o desenvolvimento de novas aplica- ções, por outro, eleva sua complexidade e consequentemente seus custos. Isto é facilmente entendido devido suas características restritivas, que fazem com que os estágios cruciais do desenvolvimento de software (modelagem, veri cação e testes) se tornem tarefas não triviais. A programação é realizada muito próxima ao sistema operacional (baixo nível), favorecendo a distração na aplicação da lógica e exigindo, portanto, ao desenvolvedor maior concentração, além de formação técnica rara entre os especialistas. Este cenário propicia a criação de metodologias e ferramentas que deem suporte ao desenvolvimento nesta plataforma. Este trabalho tem por objetivo utilizar o método formal Communicating X-Machine na construção de aplicações RSSF, oferecendo uma abordagem intuitiva e um desenvolvimento modular, provendo ao programador elevação no nível de abstração, facilitando a construção de aplicações até a geração de código na linguagem de programa- ção nesC (plataforma TinyOS). Portanto, o presente trabalho pretende facilitar o desenvolvimento de aplicações, desde sua modelagem até a geração de código, proporcionando ao desenvolvedor o aumento no nível de abstração, melhor entendimento do problema através de seu particionamento e facilidade na construção de aplicações em RSSF.

Determinar quais são os aparelhos eletrônicos de uma residência que possuem maior influência na conta de luz não é tarefa trivial. As Redes de Sensores Sem Fios (RSSF) auxiliam os usuários nessa tarefa, permitindo descobrir se há algum tipo de desperdício no ambiente monitorado e assim, auxiliá-los a fazer as devidas correções. Por isso, é fundamental usar nas smart grids métodos que detectam novidades, também conhecido como anomalias , de forma individual e autônoma, para os usuários quando algo anômalo surge no consumo de energia dos equipamentos eletrônicos. Tais anomalias podem surgir, por exemplo, quando um equipamento consome energia acima do esperado, o que pode indicar um defeito. Nesse contexto, este trabalho propõe um método inteligente, nomeado como Novelty Detection Power Meter (NodePM), para detectar as novidades no consumo de energia dos equipamentos eletrônicos monitorados por uma smart grid. O NodePM detecta as novidades considerando a entropia de cada equipamento monitorado, a qual é calculada com base em um modelo de cadeia de markov que é gerado através de um algoritmo de aprendizado de máquina. Para tanto, o NodePM é integrado a uma plataforma de monitoramento remoto de consumo de energia, que consiste de uma RSSF associada a uma aplicação em nuvem. Para validar o desempenho do NodePM foram feitos experimentos utilizando a análise de variância e testes paramétricos e não-paramétricos. Os resultados de tais experimentos, obtidos mediante a análise estatística, evidenciou a viabilidade do NodePM na plataforma desenvolvida / It is not a simple task to determine which pieces of elevtronic equipment have the greatest influence on the electricity bill. The Wireless Sensor Networks (WSN) assist users in this task, allowing to discover if there is any type of a waste in a monitored environment and thus, help them to take proper actions. Hence, it is of crucial importance to use intelligent methods in the smart grids for a novelty detection and to inform the users in an individual and autonomous way when some anomaly has occurred in the energy consumption of electronic equipment. These anomalies can arise, for instance, when a piece of equipment consumes more energy than expected. In this context, we propose an intelligent method, named the Novelty Detection Power Meter (NodePM), to detect the novelties in the energy consumption of electonic equipment monitored by a smart grid. The NodePM detects the novelties considering the entropy of each device monitored, which is calculed based on a Markov chain model that is generated through a machine learning algorithm. For this end, the NodePM is integrated into a platform for the remote monitoring of energy consumption, which consists of a WSN associated with a cloud application. To validate the performance of the NodePM, experiments were done using analysis of variance and parametric and non-parametric tests. The result of these tests, which were obtained from a statistical analysis, provided evidence of the feasibility of the NodePM in the platform that was developed

Este trabalho mostra a aplicação das redes de sensores sem fio na monitoração de variáveis fisiológicas de bovinos. A necessidade de experimentar técnicas de coleta de dados, que causem menos perturbações no comportamento natural dos animais de interesse da zootecnia de precisão, foi a principal motivação deste trabalho. Para testar a aplicabilidade da tecnologia das redes de sensores sem fio neste campo, foi desenvolvida uma infra-estrutura, utilizando técnicas de instrumentação eletrônica e comunicação sem fio via rádio-freqüência. A rede foi projetada com o protocolo floating base sensor network (FBSN) que implementa uma topologia adhoc com escolha aleatória dos nós. Os protótipos desenvolvidos foram utilizados para efetuar coletas de sinais cerebrais e temperaturas corporais de bovinos adultos. Foram desenvolvidos também os softwares embarcados e de supervisão e um simulador de deslocamento bovino, que foi utilizado como ferramenta de auxílio no projeto da infra-estrutura de monitoramento implementada. O consumo das fontes de energia e a relação custo-beneficio do sistema foram os principais itens avaliados. Os resultados obtidos mostraram que é possível utilizar redes de sensores sem fio como técnicas eficientes para coleta de dados fisiológicos de bovinos. / This work presents an application of wireless sensor networks technology used for bovine physiological variables monitoring. The main stimulus of this work was the precision animal production researcher\'s interest in developing and testing new techniques that could allow data acquisition with less interference in animal behavior. In order to test the feasibility of the wireless sensor network technology in this area, an infrastructure was developed using electronic instrumentation and radio frequency wireless communication techniques. The network was projected to support the floating base sensor network protocol that is a special kind of adhoc topology with randomic selection of path nodes. The developed prototypes were used to acquire brain electrical activity and body temperature from bovines. The development of supervisor and embedded software and a bovine\'s displacement simulator tool was also described here. The energy consumption and the cost-benefit relationship of the network nodes were the main evaluated features. The results obtained prove that the wireless sensor networks can be considered as an efficient technique to be used to acquire bovine\'s physiological data.

Neste trabalho é apresentado um sistema de instrumentação inteligente integrado com a arquitetura Web Services e desenvolvido em conformidade com as diretrizes estabelecidas na norma IEEE 1451.1. O protocolo de transmissão de dados do sistema é associado ao conceito das especificações dos transdutores e a um Web Service que permita a configuração remota do sistema de aquisição de dados. Através de uma interface de supervisão remota, acessível via Internet a partir de qualquer navegador, o usuário é capaz de identificar quais são os sensores inteligentes que estão conectados em uma rede, através de uma identificação única associada às suas características (tipo, formatação dos dados, etc.). Nesta mesma interface de apresentação o usuário tem a liberdade de selecionar o número de sensores que deseja ativar para efetuar algum monitoramento. Após a seleção dos sensores é disponibilizada uma interface de monitoramento que permite a visualização dos dados através de um gráfico bem como permite ao usuário salvar em um arquivo texto os dados coletados. Na mesma interface de monitoramento é disponibilizado o Web Service que permite alterar o intervalo de coleta de dados. Um conjunto de computadores em uma rede local (Intranet) simula a rede de sensores inteligentes. Nesta mesma rede está conectado o servidor responsável pela disponibilização da interface de supervisão remota. / In this work is presented the integration of an established system of intelligent instrumentation with the Web Service?s architecture, in accordance with the IEEE 1451.1 standard. It is suggested the association of a data-communication protocol with the concept of Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) to a Web Service for making possible the remote configuration of a data acquisition system. Through a remote supervisor interface, accessible via Internet from any browser, the user can, at the first moment, identify which are the smart sensors connected in a network, using an unique identification associated to its characteristics (type, data formatting, etc.). In the same graphical interface the user can choose which sensors wants to monitor and, after the selection, will have available the monitoring interface that enables data visualization through a graph and allows the user to save the collected data in a text file. In the same monitoring interface the Web Service is also available; it admits modifications on the data collection interval. A group of computers in a local network (Intranet) simulates the smart sensors network. In the same network is connected a server responsible for supplying the remote supervisor interface.

A presença da tecnologia da informação dentro do agronegócio tem avançado e contribuído para a obtenção de melhores resultados para a gestão e, consequentemente, para o proprietário rural. Uma área de pesquisa que tem avançado dentro do setor rural é o monitoramento e a coleta de dados dos animais, em tempo real, possibilitando ao proprietário rural gerenciar seu rebanho, sem a necessidade de se deslocar ao local monitorado ou ao ponto de coleta de dados. A utilização das redes de sensores sem fio para fins de monitoração ainda possui limitações, como por exemplo a limitação do alcance do sinal de transmissão entre os nós sensores. Atualmente as tecnologias de transmissão de dados sem fio em uma rede de sensores alcançam pequenas distâncias, limitando o processo de detecção e coleta dos dados às áreas de pastagem menores. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar, através de simulação computacional, dois tipos de protocolos de comunicação sem fio que têm potencial para serem utilizados no monitoramento de sistemas de produção animal em longas distâncias: o protocolo ZigBee e o IEEE 802.1ah. Para a realização das simulações foram utilizados os softwares OMNet++ 4.5 e uma ferramenta de extensão chamada Mixim. Para tanto, foram criados dois cenários (ambientes) para cada protocolo, onde foram definidos: a área de cobertura, em torno de 1.500 metros, topologia da rede sem fio do tipo estática, dois nós para comunicação (um coordenador e um receptor) e as características do cenário. Por meio dos resultados obtidos através de simulação computacional com aplicação das métricas: distância, latência e taxa de perda de pacotes de dados nas simulações, observou-se que o protocolo ZigBee obteve o melhor desempenho em relação à distância de cobertura do sinal e da confiabilidade dos dados transmitidos. / The presence of information technology within the agribusiness has advanced and contributed to better results for the management and, consequently, to the landowner. One area of research that has advanced into the rural sector is the monitoring and collection of animal data in real time, allowing the landowner to manage his herd, without the need to move to the monitored site or the data collection point. However the technology of wireless sensor networks used for this purpose, has limitations and one of them is the signals range factor because, in order to make the data collection is necessary to install sensors and antennas in the pasture to reach the signals. Currently, wireless data transmission technologies in a network of sensors reach short distances, limiting the detection process and data collect to smaller pasture areas. This study aimed to find a long-distance transmission solution to reach areas of larger proportions pastures, and offer the landowner new monitoring resources. The methodology used to find such a solution was through simulations, using two transmission technologies: ZigBee and IEEE 802.11ah. To perform the simulations it was used the OMNet++ software, version 4.5 and an extension tool, called the Mixim. It was created two scenarios (environments) for each protocol, where has been defined: the coverage area of about 1,500 meters, network topology wireless static type, two nodes for communication (a coordinator and a receiver) and the characteristics of the environment. Through the results obtained by computer simulation with application of the metrics: distance, latency and data packets loss rate in the simulations, it was observed that the ZigBee protocol had the best performance in relation to the signal coverage distance and the transmitted data reliability.

Orientador: Eleri Cardozo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:20:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_FabioVieira_M.pdf: 4888310 bytes, checksum: 3976274cd7d3de15a58a9eec18e4aab5 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na última década, as redes de sensores sem fio foram alvo de várias pesquisa em diversas áreas, entre elas a Robótica Móvel e Ambientes Inteligentes. Com o uso dessa tecnologia é possível estender as capacidades de sensoriamento de robôs móveis para o ambiente em que se encontram, além de aumentar a abrangência da conectividade sem fio. Devido à grande exploração da área e o grande avanço das tecnologias CMOS, novos módulos de sensoriamento, como câmeras, puderam ser desenvolvidos e embarcados em transceptores de baixo custo. A interconexão dessas fontes compostas de múltiplas mídias deu origem a uma nova tecnologia, as Redes de Sensores Multimídia Sem Fio. Essas redes possibilitam o desenvolvimento de uma grande quantidade de aplicações que antes não eram possíveis apenas com o uso de sensores escalares, por exemplo, em áreas relacionadas ao controle de tráfego, vigilância, automação residencial e cuidados com a saúde. Esta dissertação explora o uso desta nova tecnologia para o desenvolvimento de uma infraestrutura capaz de prover serviços a robôs móveis semi-autônomos em ambientes instrumentados para acessibilidade, a fim de auxiliá-los no cumprimento de seus objetivos / Abstract: In the last decade, Wireless Sensor Networks have been the subject of research in many areas, including Mobile Robotics and Smart Environments. Such technology enables the extension of the mobile robots' sensing capabilities towards the environment where they are operating, as well as the increasing of the wireless connectivity coverage. Due to the large exploration of the area and the steady advance of CMOS technologies, new sensing modules such as cameras have being developed and embedded into low cost transceivers. The interconnection of multiple media sources raised a new technology known as Wireless Multimedia Sensor Networks. These networks allow the development of a wide range of applications that were not possible before using only scalar sensors, especially in areas related to traffic control, surveillance, home automation, and health care. This dissertation explores this new technology for the development of an infrastructure that provides services to semi-autonomous mobile robots in environments instrumented for accessibility, in order to assist the accomplishment of the robot's goals / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Bárbara Janet Teruel Mederos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:41:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_ElaineCangussudeSouza_M.pdf: 1610597 bytes, checksum: 9136ba250ed9462c6fbb4d8204f73a4a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo coletar dados de qualidade de sinal transmitido entre uma estação base e um nó sensor localizado no interior de uma casa de vegetação, localizada no campo experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola - UNICAMP, com o auxilio de ferramentas computacionais. No interior da casa de vegetação foi inserido um sistema hidropônico com bancadas que forneciam suporte para morangueiros da cultivar Albion. O conjunto de equipamentos e de nós sensores que foram utilizados para montar a rede é da marca Crossbow®. Após a implantação do nó sensor foram realizados experimentos com o objetivo de verificar alcance e qualidade do sinal de acordo com sua potência. Através desses ensaios foi possível concluir que uma Potência de Sinal com valor de -12,2 dBm seria suficiente para manter a transmissão entre Estação Base e Nó Sensor. Testes também foram realizados para uma Potência de Sinal de -9,2 dBm, e mostraram que a rede possuía qualidade classificada como "muito alta". Porém, através do teste de duração da bateria, nota-se que existe uma economia de energia ao utilizar a Potência de Sinal de -12,2 dBm. No geral, foi demonstrado que o valor da Potência de Sinal tem influência sobre a qualidade do sinal de transmissão e recepção, o gasto de bateria e o alcance do sinal. Assim, este é um importante parâmetro a ser considerado em um projeto de implantação de rede de sensores sem fio no meio agrícola / Abstract: This project aims to collect quality data signals transmitted between a base station and a sensor node located inside a greenhouse, which is a experimental field located in the College of Agricultural Engineering - UNICAMP, with help of computational tools. Inside the greenhouse, a hydroponic system with banks providing support for strawberry Albion was inserted. The set of sensor nodes and equipment that were used to assemble the network is the Crossbow® brand. After sensor node deployment, experiments were performed in order to check range and signal quality. Through these experiments, it was concluded that a RF power value of -12.2 dBm is sufficient to maintain transmissions between base station and the sensor. Tests were also performed to a RF power of -9.2 dBm, and showed that the network had quality rated as "very high". However, by testing the battery life, it is noted that there is an energy saving when the RF power of -12.2 dBm is used. Overall, it was shown that the value of the signal strength has an influence on the quality of signal transmission and reception, battery depletion and signal range. So, this is an important parameter to be considered in a project to establish network of wireless sensors in a agricultural environment / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola