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Eficiência de energia através de coleta periódica em redes de sensores sem fio

Lobo, Felipe Leite 22 March 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Lobo.pdf: 609088 bytes, checksum: ab4ee5abe3ca57cd1089d41d9089b070 (MD5) Previous issue date: 2012-03-22 / One of the main applications on Wireless Sensors Networks (WSNs) is the environmental monitoring, particularly in monitoring of the fauna in diverse places like forests, fields, etc. In these environments that are of difficult access, the maintenance of the sensors is impaired and energy restriction becomes a major factor in the life of the network. How in most such cases the data are not needed in real time, in this work is proposed and evaluated a new cross-layer algorithm, called PWAVE, turned to WSNs with periodic data collection, where data transmissions are made through a predetermined interval. While such transfers are not performed, the sensor still collecting information from the environment and turn off their radios to reduce energy consumption. Several other challenges appear before this way of working, for example, the synchronization of clocks, which are readily solved by the algorithm. The results show that the proposed solution is efficient and can save up to 51.2 % of energy with 99 % in the rate of data delivery when compared with similar solutions / Uma das principais aplicações existentes em Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) é o monitoramento ambiental, mais particularmente no acompanhamento da fauna existente em locais diversos como florestas, campos, etc. Nesses ambientes de difícil acesso, a manutenção dos sensores fica prejudicada e a restrição de energia torna-se um fator primordial para a vida útil da rede. Como na maioria desses casos os dados não são necessários em tempo real, neste trabalho é proposto e avaliado um novo algoritmo cross-layer, denominado PWAVE, voltado para RSSFs com coleta periódica, onde as transmissões dos dados são feitas através de intervalos predeterminados. Enquanto essas transmissões não são executadas, o sensor permanece coletando as informações do ambiente e seus rádios desligam-se, a fim de reduzir o consumo de energia. Diversos outros desafios aparecem diante deste modo de trabalho como, por exemplo, a sincronização dos relógios, que são prontamente solucionados pelo algoritmo proposto. Os resultados mostram que a solução proposta é eficiente e consegue economizar até 51.2% de energia com 99% na taxa de entrega de dados quando comparado com soluções similares
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Navegação robótica em redes de sensores sem fio baseada no RSSI

Carvalho Júnior, Antônio Ramos de 27 March 2013 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antonio ramos.pdf: 1755825 bytes, checksum: 768c541e148d73e5b3ca6302d0df68f4 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Wireless Sensor Networks (WSNs) are commonly used in monitoring applications due to its capacity to sensing, processing and communicating, and its low cost. However, one limitation of WSN is on energy, because each device (sensor node) of the network needs to have low energy consumption, not allowing the use of extra hardware such as GPS. On the other hand, robots can assist in monitoring made by WSN. One possible application using robots in WSN is to search for events of interest, in which a robot browsing the network to find a specific event, using the signal strength (RSSI) as a reference for navigation. Solutions to this problem have been found in the literature. However, such works assume a devised propagation model, in which the RSSI regression curve versus distance is ideal for that scenario. We present in this dissertation two algorithms that solve the problem of robot navigation based on RSSI in search of an event. The first algorithm is based on the node signal coverage detection and the second uses probability to estimate distance and direction of the target node. Therefore, we conducted experiments to measure the RSSI value according to the distance in Amazon rainforest and represent the signal model propagation obtained in a simulator. Simulations based on the solutions of the literature showed that the percentage of arrival of these solutions is inversely related to the distance of departure from its target when subjected to propagation model detected in experiments. The two algorithms presented have been developed considering the propagation model of the signal obtained in the experiments and both find their target 100 % of the cases. / Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são comumente utilizadas em aplicações de monitoramento, devido à sua capacidade de sensoriar, processar, comunicar e seu baixo custo. No entanto, uma das limitações de RSSF é quanto à energia, pois cada dispositivo (nó sensor) dessa rede precisa ter baixo consumo de energia, não permitindo a utilização de hardwares extras, como o GPS. Por outro lado, robôs podem auxiliar no monitoramento feito por RSSF. Uma possível aplicação utilizando robôs em RSSF é a busca de eventos de interesse, na qual um robô navega na rede até encontrar um determinado evento, utilizando a potência de sinal (RSSI) como referência para sua navegação. Encontramos na literatura trabalhos que solucionam tal problema. Entretanto, tais trabalhos consideram um modelo de propagação idealizado, na qual a curva de regressão do RSSI em função da distância é ideal para aquele cenário. Apresentaremos nesta dissertação dois algoritmos que solucionam o problema de navegação do robô baseada na RSSI em busca de um evento. O primeiro algoritmo é baseado na detecção da borda de cobertura do sinal do nó e o segundo utiliza probabilidade para estimar distância e direção do nó alvo. Para o tal, realizamos experimentos para medir a valor de RSSI de acordo com a distância, na floresta Amazônica e representamos o modelo de propagação de sinal obtido em um simulador. Simulações baseadas nas soluções da literatura mostraram que o percentual de chegada destas soluções é inversamente relacionada à distancia de partida de seu alvo quando submetidas ao modelo de propagação detectado nos experimentos. Os dois algoritmos apresentados foram desenvolvidos considerando o modelo de propagação do sinal obtido nos experimentos e ambos encontram seu alvo em 100% dos casos.
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Núcleo de simulação computacional baseado na sincronização por barreiras com aplicação em redes de sensores sem fio / Computer simulation core based on barrier synchronization with application in wireless sensor networks

Salustiano, Rogerio Esteves, 1978- 25 August 2018 (has links)
Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salustiano_RogerioEsteves_D.pdf: 8620585 bytes, checksum: a51ad9fd499cbbbd661d6e857dd414cb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho é a proposta e a implementação de um núcleo de simulação do tipo event-driven baseado em agentes destinado ao estudo e previsão de desempenho de Redes de Sensores Sem Fio. O núcleo de simulação, BaSS ¿ Barrier Synchronization Simulator, foi desenvolvido a partir do modelo básico de sincronização por barreiras, cujas funcionalidades foram ampliadas com a inclusão de temporização e interrupção nos eventos de sincronização, sendo esta a contribuição mais relevante do trabalho. Sendo parte de um projeto com metas mais ambiciosas, em particular a busca de estruturas de Redes de Sensores Sem Fio mais eficientes, contando para isto com o envolvimento de múltiplas expertises, dentre as quais projeto de circuitos integrados, eficiência energética e protocolos de comunicação, o presente trabalho foi motivado pela necessidade de uma ferramenta de simulação suficientemente flexível para acomodar os dispositivos que estariam sendo desenvolvidos e usados nas novas Redes de Sensores Sem Fio. Como resultado, considera-se que os frutos tangíveis deste trabalho são: primeiro, um framework que pode ser utilizado no desenvolvimento de simuladores do tipo event-driven com aplicações diversas e, segundo, um simulador com aplicação específica em Redes de Sensores Sem Fio, que permite a modelagem comportamental dos seus elementos, tais como as propriedades dos sensores, as características de transmissão e recepção e as cargas das baterias. O simulador tem uma interface gráfica que permite a visualização dinâmica da rede e a inclusão de recursos de avaliação e controle da simulação / Abstract: The main objective of this work is the proposal and the implementation of an event-driven simulation kernel based on agents for the study and performance prediction of Wireless Sensor Networks The simulation kernel, BaSS - Barrier Synchronization Simulator, was developed based on the barrier synchronization model, whose features were expanded with the inclusion of interruptions and timers in the synchronization of events, which is the most important contribution of this work. As a part of a project with more ambitious purposes, particularly pursuing the development of more efficient wireless sensor networks, counting for this with the involvement of diverse expertises, including design of integrated circuits, energy efficiency and communication protocols, the herein presented work was motivated by the need of a flexible simulation tool to accommodate the devices that would be developed and used in the new wireless sensor networks. As a result, it is understood that the tangible contributions of this work are: first, a framework that can be used in the development of any kind of event-driven simulators and, second, a simulator with a specific application in Wireless Sensor Networks, which allows the behavioural modelling of their elements, such as sensors proprieties, transmission and reception characteristics and batteries charges. The simulator has a graphical interface that allows the dynamic visualization of the network and the use of evaluation resources and controls of the simulation / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica
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Proposta de protocolo de roteamento geográfico utilizando algoritmo de localização baseado em medidas de intensidade de sinal / Proposed geographic routing protocol by using location algorithm based in signal measurements

Ferreira, Luiz Carlos Branquinho Caixeta, 1984- 08 January 2014 (has links)
Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:30:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LuizCarlosBranquinhoCaixeta_M.pdf: 2124526 bytes, checksum: 37c7efb238fc329c8008231ddd7d0372 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de roteamento geográfico para Redes de Senso-res sem Fio (RSSF), onde a posição dos nós sensores é encontrada através do uso de um algo-ritmo de localização baseado em valores de RSSI (Received Signal Strength Indication). O objetivo é que o protocolo proposto crie um mapa da rede de sensores, analisando as condi-ções do ambiente de funcionamento, visto que os valores de RSSI são diretamente afetados pelos fenômenos que atuam sobre o sinal de rádio. No contexto deste trabalho, o algoritmo de localização não tem o objetivo de encontrar a posição física exata do nó sensor, mas sim fazer a rede se adaptar ao ambiente, já que as posições calculadas usando os valores de RSSI cole-tados serão afetadas pelos efeitos de degradação de sinal existentes. A proposta visa ser uma alternativa a protocolos adaptativos existentes, que usam o monitoramento dos valores de RSSI entre os sensores existentes em uma rede, buscando se adaptar ao meio. O trabalho é composto de simulação e experimental. Os resultados mostram que a estratégia adotada pelo protocolo descobre rotas de comunicação eficientes, com uma menor quantidade de troca de mensagens de controle e um menor consumo de energia, se comparados à outra técnica que usa o monitoramento dos valores de RSSI entre os enlaces / Abstract: This work proposes a geographic routing for Wireless Sensor Network ( WSN ), where the position of sensor nodes is found by the algorithm of a location based on RSSI values ( Received Signal Strength Indication ) . The goal is that the proposed protocol create a net-work map, analyzing the conditions of the operating environment, since the RSSI values are directly affected by phenomena acting on the radio signal . In the context of this work, the location algorithm does not aim to find the exact physical location of the sensor node, but rather make the network adapt to the environment, since the positions calculated using the RSSI values collected will be affected by the effects of signal degradation. The proposal aims to be an alternative to existing adaptive protocols, which use the monitoring of RSSI values between existing sensors in a network , seeking to adapt to the environment . The work con-sists of experimental and simulation . The results show that the strategy adopted by the proto-col discovers routes for efficient communication, with a minor overhead and lower power consumption , compared to the other technique that uses monitoring the RSSI values between sensors / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica
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Algoritmos bit-flipping para decodificação conjunta de fontes correlacionadas em canais ruidosos / Bit-flipping algorithms for joint decoding of correlated sources in noisy channels

Pujaico Rivera, Fernando, 1982- 25 August 2018 (has links)
Orientador: Jaime Portugheis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PujaicoRivera_Fernando_D.pdf: 1689945 bytes, checksum: b226b1d9cf87f31fc3d470ac895b0e33 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta tese propõe um sistema de transmissão de informação de várias fontes correlacionadas sobre canais ruidosos. Inicialmente se aborda o problema da codificação fonte-canal conjunta. Para este problema se definirá conceitos de taxas ótimas e se apresentará a maneira de obtê-las. Posteriormente, será proposto um algoritmo de decodificação conjunta com complexidade tratável. Diversos resultados de desempenho do algoritmo proposto serão apresentados. Estes resultados mostram um bom compromisso entre desempenho e complexidade quando comparados com a decodificação independente. Finalmente, o algoritmo de decodificação conjunta seguido de uma proposta de regra de fusão é usado no problema CEO e o desempenho deste novo algoritmo é apresentado / Abstract: This thesis proposes a system that transmits information from various correlated sources over noisy channels. Initially, it addresses the problem of joint source-channel coding. To solve this problem, concepts of optimal rates will be defined and the way to obtain them will be presented. Subsequently, a joint decoding algorithm with a tractable complexity is proposed. Several performance results of the proposed algorithm will be presented. These results show a good compromise between performance and complexity when compared to the non-joint decoding. Finally, the joint decoding algorithm, followed by a proposal for a fusion rule is used in the CEO problem and the performance of this new algorithm is presented / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica
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Proposta de uma arquitetura para monitoramento e gerenciamento de redes sensoras em redes metropolitanas de acesso aberto / Proposal of an architecture for sensor networks monitoring and management in open access metropolitan networks

Morbach, Rodrigo Aparecido, 1990- 08 August 2014 (has links)
Orientadores: Leonardo de Souza Mendes, Gean Davis Breda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morbach_RodrigoAparecido_M.pdf: 6817330 bytes, checksum: b3d510c5e32fb48e86b946edc2d3ce43 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As Cidades Digitais, viabilizadas pelo grande desenvolvimento alcançado pelas Tecnologias da Informação e das Comunicações nos últimos 30 anos, surgem hoje como um novo paradigma nestas áreas. As Cidades Digitais promovem grandes benefícios para a população e para o governo, através de ambientes virtuais de oferecimento de serviços, por meio de redes de comunicações digitais. Nesse cenário, as redes de sensores, principalmente as redes sem fio, desempenham papel fundamental para permitir a coleta de dados em tempo real no âmbito municipal, produzindo grande quantidade de informações importantes para fins de análise, previsão e tomada de decisão. Esse cenário permite o monitoramento de uma grande variedade de dados e informações. Sendo assim, são utilizados diferentes tipos de redes de sensores em termos de hardware e software. Essa heterogeneidade de dispositivos e de tecnologia resulta em ilhas de sistemas, restritos à domínios específicos de aplicação, prejudicando o gerenciamento das redes e a interoperabilidade entre as aplicações. Diante desse cenário, esse trabalho propõe uma arquitetura para monitoramento e gerenciamento de redes sensoras em Cidades Digitais. A arquitetura proposta é baseada no conceito de orientação a serviços, proporcionando independência de plataforma e interoperabilidade no monitoramento de redes heterogêneas, além de promover o compartilhamento de dados com sistemas externos de modo padronizado. A arquitetura explora o potencial de Redes Metropolitanas de Acesso Aberto para constituir um sistema sensor em escala municipal. Como prova de conceito, um estudo de caso foi realizado na Cidade Digital de Pedreira, concebida sobre a infraestrutura de uma Rede Metropolitana de Acesso Aberto. Os resultados mostram a viabilidade da proposta e expõem as oportunidades oferecidas pela arquitetura / Abstract: Digital Cities, fostered by the great development reached by Information and Communication Technologies in the last 30 years, arise today as a new paradigm in those areas. A Digital City promotes important benefits for both citizens and government by means of virtual environments for providing services through digital communications networks. In this setting, sensor networks play important role in order to gather real time data in urban scale, providing large and important amount of data for analysis, forecasting and decision making. There are a wide range of variables to be monitored in a Digital City. Thus, heterogeneous sensor networks related to hardware and software have been employed. Such diversity of devices and technologies yields systems islands constrained to specific application domains. This feature impacts on networks management and interoperability between systems. Given this scenario, this work presents an architecture for monitoring and managing sensor networks in Digital Cities. The proposed architecture is based on the concept of services, providing plataform independence and interoperability, and also promoting data sharing. The architeture takes the advantages of Open Access Metropolitan Networks to set up a urban scale sensor network. As proof of concept a study case took place in the Digital City of Pedreira. The results show the feasibility of the proposal and the opportunities presented by the architecture / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica
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Temperature measurement technique in fiber Bragg gratings networks using optical feedback = Nova técnica para medida de temperatura em redes de sensores de grades de Bragg em fibras ópticas usando realimentação óptica / Nova técnica para medida de temperatura em redes de sensores de grades de Bragg em fibras ópticas usando realimentação óptica

Pfrimer, Felipe Walter Dafico, 1984- 10 January 2013 (has links)
Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T00:41:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pfrimer_FelipeWalterDafico_D.pdf: 3374919 bytes, checksum: aa34af0e6bc2013297d4bd53c2901a20 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O crescente interesse na utilização de Grades de Bragg (FBG) em sistemas sensores pode ser explicado por algumas de suas características, que são: imunidade à interferência eletromagnética (EMI), isolamento elétrico, baixo peso, flexibilidade, e transmissão de informações a longa distância. Este trabalho apresenta uma nova técnica de interrogação capaz de medir a temperatura de uma rede de sensores de grades de Bragg em fibras ópticas, onde um circuito eletrônico realiza rotinas de controle possibilitando a implementação de uma realimentação óptica. O esquema optoeletrônico empregado é capaz de realizar a interrogação de todos os sensores da rede de maneira quase instantânea, além de permitir que novos sensores possam ser facilmente acrescentados. Um protótipo contendo dois sensores foi construído e testado para validar a técnica obtendo-se uma alta resolução de ± 1 mºC na medida de temperatura em uma faixa de 72ºC / Abstract: The increasing interest in the use of fiber Bragg gratings (FBG) in sensing systems can be explained by some of its features, which are immunity to electromagnetic interference (EMI), electrical insulation, low weight, flexibility, and long distance data transmission capability. This work presents a new interrogation technique capable of measuring temperature of Bragg gratings sensor networks in optical fibers, where an electronic circuit, capable to perform control routines, allows the implementation of an optical feedback. The optoelectronic scheme used is capable of performing the interrogation of all the sensors of the network almost instantly, and allows new sensors to be easily added. A prototype containing two channels was built and tested to validate the technique achieving a high resolution of ± 1 mºC in temperature measurements in a range of 72º C. / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica
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Proposta de alocação de baterias em redes de sensores sem fio orientada à maximização do tempo de vida / Proposal of battery allocation on wireless sensor networks oriented to lifetime maximization

Miranda, Felipe Antonio Moura 18 August 2018 (has links)
Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_FelipeAntonioMoura_M.pdf: 6566309 bytes, checksum: b49e924fd653f7969996d5f0c2fd2a0a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os avanços recentes na tecnologia das Redes de Sensores Sem Fio mostraram que enquanto suas limitações computacionais são questões passageiras, limitações de energia são problemas mais complicados. Neste trabalho, foi proposta uma estratégia que visa o aumento do tempo de vida de Redes de Sensores Sem Fio. A principal motivação deste trabalho é que a limitação de energia é um sério problema inerente às Redes de Sensores Sem Fio, causado pelo fato de que os motes utilizados geralmente são equipados de pequenas baterias, conseqüentemente, dotadas de pequenas cargas de energia. Além disso, a troca de baterias após a alocação de todos os motes é uma tarefa de grande dificuldade, resultando em tempos de vida curtos e em desperdício de energia. A estratégia proposta neste trabalho é baseada na alocação de energia guiada pela estimativa de consumo de cada mote, independentemente da topologia física da rede. A validação desta estratégia foi feita através de simulações utilizando motes montados com modelos de diversos componentes utilizados em redes reais. Para avaliar a eficácia da estratégia, a mesma foi testada em redes de diferentes topologias, alcançando o aumento no tempo de vida das redes e na redução do desperdício de energia em todos os cenários / Abstract: The recent advances in Wireless Sensor Networks technologies showed that while computational limitations are transient issues, energy limitations are much more complicated problems. In this work, a strategy aiming the lifetime increment of Wireless Sensor Networks is proposed. The main motivation of this work is that energy limitation is a serious inherent problem to Wireless Sensor Networks, caused by the fact that their motes generally use small batteries, consequently, with a small amount of energy. Besides that, changing batteries after all motes deployment is such a hard task, resulting in short lifetimes and energy waste. The strategy proposed in this work is based on the energy allocation guided by the estimation of each node's consumption, no matter what is the network topology. The validation of this strategy was made by mean of simulations using motes made with models of many commercial devices used in real networks. To evaluate the strategy effectiveness, it was tested on different networks topologies, achieving network lifetime increment and energy waste reduction on all scenarios / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica
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ALGORITMO DE LOCALIZAÇÃO UTILIZANDO O MÉTODO MMSE PARA O CÁLCULO DE POSIÇÃO DE NÓS SENSORES EM UMA REDE MÓVEL

Righi, Vitor Angelo Pozzatti 12 November 2013 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Applications that use sensor networks depends on knowing which position where each node is arranged in a particular geographic area. For this, there are algorithms that perform location calculations to estimate the exact position of each node. These algorithms use a different techniques and metrics to make it, for example: the measure of intensity of signal transmission between two nodes. In a sensor network with high density, it becomes infeasible to manually configuring each node positioning. To optimize this task, was developed different types of localization algorithms, with application in several areas, such as tracking, routing protocols, network density control, self organizing, monitoring remote areas, precision agriculture, among others. The basis for localization algorithms is to have a number of reference points, where from these, is calculated the position of each node. A network of sensors with a greater number of reference points, one can consider a network with higher accuracy for calculating the position of its nodes. This is due to being closer to the reference points. However, may result in a higher processing, thereby having a higher energy consumption. Developing a location algorithm with fewer reference points is not a trivial problem. This, because will increase the distance between the node and the reference point and may thereby inserting errors in the measurement of the criteria for the calculation of positioning. For calculation purposes, there are two types of algorithms, algorithms for centralized processing and distributed processing algorithms. Each with its advantages and disadvantages that will be discussed in this paper. The location algorithm is based on a calculation according to data coordinates in a coordinate system, which is raised according to the technique used to denote the distance between the sensor node and the reference points. The importance of knowing the location of each node, there is the need to know exactly where a particular event is occurring. For example, a forest that occupies a large geographic area is to principles of fire at different locations. / Aplicações que utilizam redes de sensores dependem de saber qual a posição onde cada nó encontra-se disposto em uma determinada área geográfica. Para isto, existem algoritmos de localização que efetuam cálculos a fim de estimar a posição exata de cada nó. Estes algoritmos utilizam-se de diferentes técnicas e medidas para realizar tal tarefa, como por exemplo: a medida de intensidade de sinal de transmissão entre dois nós. Em uma rede de sensores com alta densidade, torna-se inviável a configuração manual do posicionamento de cada nó. Para otimizar esta tarefa, foram desenvolvidos diferentes tipos de algoritmos de localização, com aplicação nas mais diversas áreas, como: rastreamento, protocolos de roteamento, controle de densidade da rede, auto organização, monitoramento de áreas remotas, agricultura de precisão, entre outros. A base para algoritmos de localização é possuir um número de pontos de referência, onde a partir destes, será calculado a posição de cada nó. Uma rede de sensores com maior número de pontos de referência, pode-se considerar uma rede com maior precisão para o cálculo de posição de seus nós. Isso, é devido aos nós estarem mais próximos aos pontos de referência. Porém, pode acarretar em um maior processamento, assim, tendo um maior consumo de energia. Projetar um algoritmo de localização com um menor número de pontos de referência não é um problema trivial. Isto porque irá aumentar a distância entre o nó e o ponto de referência, podendo desta forma, inserir erros na medição dos critérios para o cálculo de posicionamento. Para fins de cálculo, existem dois tipos de algoritmos, os algoritmos de processamento centralizado e os algoritmos de processamento distribuído. Cada um com suas vantagens e desvantagens que serão abordadas no decorrer deste trabalho. O algoritmo de localização baseia-se em um cálculo de acordo com as coordenadas em um dado sistema de coordenadas, que será levantada de acordo com a técnica utilizada para estipular a distância entre o nó sensor e os pontos de referência. A importância de conhecer a localização de cada nó, dá-se a necessidade de saber exatamente onde está ocorrendo determinado evento. Por exemplo, uma floresta que ocupa uma grande área geográfica está com princípios de incêndio em diferentes locais. É preciso avaliar quais são estes locais e qual significa um maior risco de destruição, para isto, é preciso saber a posição exata de cada local e assim tomar as devidas decisões de qual princípio deverá ser combatido primeiro. Neste caso, os nós sensores estariam estáticos, porém seria uma rede de sensores de alta densidade para cobrir uma área significativa de floresta. Pode-se também ter uma rede de sensores com nós móveis, onde então o objetivo é realizar o rastreamento da locomoção destes nós. A partir deste rastreamento, pode-se identificar o comportamento de um rebanho de animais por exemplo, verificando seu deslocamento, velocidade e direção. Com estes dados de comportamento, dependendo do animal pode-se deduzir se ele está doente, alimentando-se ou até mesmo morto se imóvel por um longo período de tempo.
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[en] CARIOCA: FRAMEWORK FOR THE CONFIGURATION OF SMART ENVIRONMENTS USING RESOURCE-CONSTRAINED DEVICES / [es] CARIOCA: FRAMEWORK PARA LA CONFIGURACIÓN DE AMBIENTES INTELIGENTES UTILIZANDO DISPOSITIVOS CON RECURSOS LIMITADOS / [pt] CARIOCA: FRAMEWORK PARA A CONFIGURAÇÃO DE AMBIENTES INTELIGENTES UTILIZANDO DISPOSITIVOS COM RECURSOS LIMITADOS

ISABEL BEBELÚ CRISÓLOGO BOHORQUEZ 16 January 2017 (has links)
[pt] Neste trabalho apresentamos um framework para disponibilizar coisas na Web fazendo uso de uma rede de sensores sem fio com nós de recursos limitados seguindo o paradigma da Web das Coisas (Web of Things). Nós focamos nos tipos de nós que não utilizam endereçamento IP e que possuem uma capacidade de memoria limitada. Oferecemos uma ferramenta reutilizável e configurável para cenários de aplicação dentro da área de Smart Home que, em conjunto com a rede de sensores, possibilita monitorar e intervir no ambiente físico através da Web. Para a implementação de aplicações na rede de sensores sem fio utilizamos a ferramenta TERRA a qual nos oferece configuração e programação remota dos nós da rede. Realizamos uma avaliação funcional e um caso de estudo. Na avaliação do sistema buscou-se provar que os objetivos planejados inicialmente se refletem no nosso software. O caso de estudo foi realizado considerando um usuário programador do framework. A principal contribuição deste trabalho é oferecer um framework para o monitoramento de nós sensores, incluindo a adequação do framework para outras aplicações de ambientes físicos. Essa contribuição é baseada numa abordagem que possibilita a programação distribuída de nós a partir da ferramenta TERRA em dispositivos de recursos limitados. Este trabalho apresenta o processo da prototipação do framework, os casos de aplicação e as dificuldades que se apresentaram. / [en] In this work we introduce a framework in order to have available Things in to the Web making use of a wireless sensor network with limited resource nodes following the paradigm of the Web of Things. We focused on those type of nodes that do not have an IP address and have capacity of limited memory. We offer one tool that will be reusable and configurable for scenarios inside the area of Smart Home that united with the wireless sensor network make possible to monitor and intervene in to the physical environment through the Web. For the implementation of wireless sensor networks applications we used the TERRA tool which offers remote configuration and remote programming of the nodes. A functional evaluation and a case study were realized. In evaluating the system we looked for prove that the initial planned objectives was reflected in our software. The case study was realized for the programmer user of the framework. The most important contribution of this work is offering a framework for the monitoring of this sensor nodes and the adequacy of the framework to other applications of physical environments. These contributions were based on an approach that makes possible the distributed programming of nodes using TERRA in devices of limited resources. This work shows all the process of prototyping the framework, the application cases, and the difficulties presented. / [es] En este trabajo presentamos un framework para disponibilizar cosas a la Web haciendo uso de una red de sensores inalámbricos con nodos de recursos limitados siguiendo el paradigma de la Web de las Cosas (Web of Things). Nos enfocamos en los tipos de nodos que no utilizan dirección IP y que poseen una capacidad de memoria limitada. Ofrecemos una herramienta reutilizable y configurable para escenarios de aplicación dentro da área de Smart Home que, en conjunto con la red de sensores, posibilita monitorear e intervenir en el ambiente físico a través de la Web. Para la implementación de aplicaciones con la red de sensores inalámbricos utilizamos la herramienta TERRA la cual nos ofrece configuración y programación remota de los nodos de la red. Realizamos una evaluación funcional y un caso de estudio. Con la evaluación del sistema se buscó probar que los objetivos planeados inicialmente se reflejan en nuestro software. El caso de estudio fue realizado considerando un usuario programador del framework. La principal contribución de este trabajo es ofrecer un framework para el monitoreo de nodos sensores, incluyendo la adecuación del framework para otras aplicaciones de ambientes físicos. Esa contribución es basada en un abordaje que posibilita la programación distribuida de nodos a partir de la herramienta TERRA en dispositivos de recursos limitados. Este trabajo presenta el proceso da prototipación del framework, los casos de aplicación y las dificultades que se presentaron.

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