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Qualidade de vídeo baseada em perda de pacotes utilizando o padrão IEEE 802.11AC

MATOS, Edemir Marcus Carvalho de 10 March 2017 (has links)
Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-06-28T18:50:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_QualidadeVideoBaseada.pdf: 5424847 bytes, checksum: d1e53f54bb4188d31d8d98a7322b0d6e (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-10T12:24:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_QualidadeVideoBaseada.pdf: 5424847 bytes, checksum: d1e53f54bb4188d31d8d98a7322b0d6e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T12:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_QualidadeVideoBaseada.pdf: 5424847 bytes, checksum: d1e53f54bb4188d31d8d98a7322b0d6e (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O fluxo de informação multimídia digital em redes sem fio tem crescido de forma exponencial, devido à popularização dos padrões IEEE 802.11 como tecnologia de acesso, bem como ao aumento de dispositivos (clientes) que operam neste padrão. O streaming de vídeo em altas resoluções também está se tornando comum nessas redes, impulsionando o desenvolvimento de CODECs mais eficientes. Neste contexto, algumas métricas de QoE e QoS devem ser atendidas para entregar um conteúdo com qualidade ao usuário final. Esta dissertação estuda o comportamento do streaming de vídeo em rede sem fio utilizando o padrão IEEE 802.11ac operando na faixa de 5,2 GHz, o CODEC avaliado é o H.264/AVC para as resoluções 720p, 1080p e 2160p. A partir das simulações das perdas de pacotes durante a transmissão de vídeo foi desenvolvido uma estimativa da média da perda de PSNR para cada resolução, encontrando a relação da perda de qualidade de vídeo variando a resolução em função da perda de pacotes. O modelo proposto apresentou bons resultados quando comparado com os dados reais, obtendo RMSE de aproximadamente de 2,32 dB e desvio padrão de 2,2 dB. Esta modelagem pode auxiliar no planejamento da rede de comunicação bem como no aprimoramento de novos codificadores de fonte, resultando em uma melhor qualidade de experiencia. / The flow of digital multimedia information in wireless networks has grown exponentially due to the popularization of the IEEE 802.11 Standards as access technology, as well as the increase of devices (clients) that operate in this standard. High-resolution video streaming is also becoming commonplace in these networks, driving the development of more efficient CODECs. In this context, some QoE and QoS metrics must be met to deliver quality content to the end user. This dissertation studies the behavior of wireless video streaming using the IEEE 802.11ac standard operating in the 5.2 GHz range, the CODEC rated is the H.264 / AVC for the 720p, 1080p and 2160p resolutions. From the packet loss simulations during video transmission an estimate of the average loss of PSNR for each resolution was developed, finding the relation of the loss of video quality varying the resolution in function of the loss of packets. The proposed model presented good results when compared to the real data, obtaining RMSE of 2.32 dB and standard deviation of 2.2 dB. This modeling can aid in communication network planning as well as enhancement of new source encoders, resulting in a better quality of experience.
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[en] WIRELESS INTERNETWORKING USING IEEE 802.21 PROTOCOL / [pt] INTEGRAÇÃO DE REDES SEM FIO UTILIZANDO O PROTOCOLO IEEE 802.21

EVARISTO SIDONIO JUNIOR 22 October 2018 (has links)
[pt] A existência de várias tecnologias para acesso a Internet é uma realidade dos nossos dias. Um subconjunto muito importante destas tecnologias, que segue em pleno desenvolvimento, é o das redes sem fio. Diante das alternativas tecnológicas e da demanda crescente por aplicações multimídia, de preferência com conexões do tipo AAA (Anyone Anywhere Anytime), a interoperação entre diferentes redes de acesso sem fio se torna bastante interessante. Seguindo esta tendência, o IEEE (Institute of Electrical and Eletronics Engineers) realizou a especificação de um protocolo que auxilia o processo de handover entre redes de diferentes tecnologias (handover vertical) chamado IEEE 802.21 conhecido também por MIH (Media Independent Handover). Esta dissertação apresenta um estudo sobre aspectos de gerência de mobilidade e do processo de handover vertical entre as tecnologias UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), WiMax (IEEE 802.16) e WiFi (802.11) através do protocolo IEEE 802.21. Nela, é confeccionada uma proposta teórica de um algoritmo de decisão de handover vertical entre redes sem fio locais e geograficamente distribuídas para uma topologia comumente encontrada atualmente. São realizadas, através do software ns2 (Network Simulator), simulações do handover vertical envolvendo as tecnologias referidas com o suporte do protocolo IEEE 802.21. Ao final, são feitas as análises e conclusões dos resultados obtidos. / [en] A variety of technologies to access the Internet is a reality today. An important subset of these technologies, which follows in full development, is the wireless networks. Given the technological alternatives and increasing demand for multimedia applications, preferably with connections AAA (Anyone Anywhere Anytime), interoperation between different wireless access networks is quite interesting. Following this trend, the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) held a protocol specification that helps the process of handover between networks of different technologies (vertical handover) called IEEE 802.21 also known as MIH (Media Independent Handover). This work presents a study on aspects of mobility management and vertical handover process between UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), WiMax (IEEE 802.16) and WiFi (802.11) technologies using IEEE 802.21 protocol. In it, there is a theoretical proposal of a decision algorithm for vertical handover between local and geographically distributed wireless networks to a topology commonly found today. Simulations involving vertical handover in these technologies, with the support of the IEEE 802.21 protocol, are performed using the software ns2 (Network Simulator). At the end, analyzes and conclusions of results are made.
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Gerenciamento descentralizado de redes sem fio industriais segundo o padrão WirelessHART

Müller, Ivan January 2012 (has links)
O uso de equipamentos sem fio em sistemas de monitoramento e controle de processos industriais vem aumentando gradativamente. Os elevados custos de cabeamento incentivam os gerentes de fábricas para que considerem o uso de sistemas industriais sem fio, uma vez que estes promovem grandes reduções nos custos de instalação finais. Entretanto, a robustez do enlace de rádio frequência e os requerimentos de comunicação em tempo real são frequentemente citados como obstáculos reais para o uso de tecnologias sem fio na indústria. À frente das demais organizações, a HART Foundation lançou em 2007 o WirelessHART, sendo este o primeiro padrão aberto de comunicação sem fio especificamente desenvolvido para ambientes industriais. Apesar de ser um protocolo seguro e de propiciar comunicação em tempo real, o estudo aprofundado do WirelessHART revela diversas possibilidades de melhorias. Nesse protocolo, o gerenciamento da rede é feito de forma centralizada, o que garante maior simplicidade e controle sobre o escalonamento, roteamento e a segurança das mensagens. Por outro lado, grandes latências, especialmente nos processos de conexão e desconexão de nós, impossibilitam o uso de dispositivos móveis ou intermitentes. A concentração do gerenciamento em um só elemento também leva à fragilidade do sistema: na falha do gerenciador central, toda rede fica inoperante. Neste trabalho, é apresentada uma arquitetura de rede WirelessHART inovadora, que utiliza coprocessadores gerenciadores distribuídos para possibilitar a descentralização do gerenciamento e consequentemente as suas vantagens. O sistema desenvolvido permite diferentes configurações descentralizadas, parciais ou totais, e com mínimas modificações no protocolo original. A arquitetura de rede proposta mantém os dispositivos de campo com suas características originais, de baixo custo e consumo, além de permitir a coexistência com equipamentos certificados. A metodologia para a descentralização é apresentada e o estudo de caso realizado permite a avaliação da proposta. A originalidade deste trabalho é verificada através do estudo do estado da arte. Os resultados obtidos de um estudo de caso demonstram o grande potencial da proposta, com reduções significativas nos tempos de agregação e manutenção da rede. A proposta de descentralização possibilita configurações e modos operacionais antes impossíveis no WirelessHART, tais como o uso de dispositivos móveis ou intermitentes e o emprego de técnicas de handover. / The use of wireless devices in industrial systems for process monitoring and control has been gradually increasing. The high costs of cabling encourage plant managers to consider the use of such industrial wireless systems, since they promote large reductions in final costs. However, the link robustness and the real-time communication requirements are frequently cited as real obstacles to the use of wireless technologies in the industry. Ahead of other organizations, the HART Foundation launched the in 2007WirelessHART, which is the first open standard for wireless communications developed specifically for industrial environments. WirelessHART is a reliable and secure protocol and provide real-time communications but the thorough study of this protocol reveals several possibile improvements. In this protocol, network management is done centrally, ensuring simplicity and control over the scheduling, routing and messaging security. Moreover, large latency, especially in the connection and disconnection processes of field devices, preclude the use of mobile or intermittent devices. The concentration of one element in management also leads to the system fragility: if the central manager fails the entire network fail. In this work, a innovative WirelessHART network achitecture is presented and implemented by means of hardware-based distributed network manager coprocessors to enable decentralization and its blessings. The developed system allows different decentralized, partial or total architectures with minimal changes to the original protocol. A hardware-based solution maintains field devices with its low cost and consumption features and allow coexistence with certified equipment. The decentralization methodology along with its originality is presented and case study allows the evaluation of the proposal. The results demonstrate the architecture has great potential with significant reductions in join and maintenance times. The proposed decentralization enables configurations and operating modes previously impossible in WirelessHART such as the use of mobile or intermittent devices and handover techniques.
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Análise do impacto da comunicação em redes wirelesshart no desempenho de sistemas de controle

Soto, Viyils Sangregorio January 2016 (has links)
Este trabalho analisa o uso do protocolo WirelessHART para a implementação de sistemas de controle em laço fechado. São discutidas possíveis arquiteturas de implementação de laços de controle, as quais se diferem basicamente pelo local na arquitetura do sistema de controle em rede em que o controlador será executado. Optou-se pela análise do comportamento do protocolo WirelessHART numa arquitetura que considera o módulo de controle localizado num dispositivo host, o qual se comunica via HART-UDP com o gateway da rede. Para a análise da proposta desta dissertação foram descritos os mecanismos necessários para a realização do laço de controle sobre uma rede WirelessHART real, em um ambiente que apresenta todas as características de uma instalação industrial. Os resultados obtidos mostram que, com a arquitetura proposta, o laço de controle apresenta latências não determinísticas. Para a realização deste trabalho, foram apresentados dois estudos de caso: (i) o controle de uma válvula comumente utilizada na indústria de petróleo; (ii) e um processo simulado, que considera um controlador baseado em eventos, onde o sinal de controle é calculado de acordo com os tempos de comunicação permitidos pela rede entre o controlador e o processo. Os resultados obtidos mostram que é possível efetuar controle apesar dos atrasos ocasionados pela rede, desde que sejam levados em conta estes atrasos no cálculo do sinal de controle, podendo assim mostrar há degradação no desempenho do sistema sob controle. / This work analyzes the use of WirelessHART protocol for the implementation of closed-loop control systems. It discusses possible architectures for implementing control loops, which differ by the location where the controller is executing. For the performance evaluation of the WirelessHART protocol behavior, an architecture that considers the control module located in a device, which communicates via Hart-UDP with the network gateway. The Experimental evaluations presented in this dissertation were performed in a setting that has all the characteristics of an industrial installation. The results showed that in the proposed architecture, the control loop has not deterministic latencies. Two case studies were carried on: (i) the control of a valve commonly used in oil and gas industrial applications; (ii) and a simulated process that considers an event-based controller where the control signal is calculated according to the communication time allowed by the network between the controller and the process. The results show that it is possible to perform control despite network delays, when taking into account the delays in the calculation of the control signal.
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Metodologia de sensoriamento e acesso dinâmico aos canais em redes de sensores sem fio

Téllez Garzón, Johan Leandro January 2017 (has links)
A melhora na eficiência do uso do espectro de radiofrequência é fundamental para permitir um desempenho adequado dos diversos sistemas sem fio cuja complexidade e requerimentos aumentam a cada dia. O panorama atual de atribuição de canais é estático, tolerando assim, que o espectro de radiofrequência seja usado de forma desequilibrada, gerando com isso, problemas de coexistência em algumas faixas e subutilização de recursos em outras. Para contornar esse problema, tem sido proposta a ideia de introduzir algoritmos de cognição nos dispositivos sem fio, a fim de permitir um modelo de alocação dinâmico adicional. Neste, os usuários secundários equipados com rádios cognitivos podem utilizar de forma dinâmica os canais subutilizados de usuários primários. Um usuário primário tem prioridade de uso do canal como consequência da atribuição estática, porém, o uso do canal por um usuário secundário qualquer é oportunista e limitando ao tempo de inatividade do usuário primário em um determinado local. As redes de sensores sem fio trabalham em uma banda concorrida e são sistemas que podem melhorar seu desempenho utilizando um mecanismo de acesso dinâmico aos canais, possibilitando o aproveitamento dos períodos de inatividade de usuários primários ou aumentando sua capacidade de coexistência na banda de operação atual. Segundo a literatura pesquisada são vários os desafios existentes para conseguir um método distribuído de acesso dinâmico aos canais que considere as restrições de trocas de sinalizações, consumo de energia e complexidade dos dispositivos de uma rede de sensores sem fio. Neste contexto, propõe-se uma metodologia de sensoriamento e acesso dinâmico aos canais para uma rede de sensores sem fio considerando a simplicidade dos dispositivos. Como fatores de inovação, optou-se pela definição de uma política de sensoriamento por clusters que permite realizar uma aprendizagem cooperativa por reforço da situação dos canais de operação. Além disso, a definição de um mecanismo de acesso dinâmico aos canais fundamentado no padrão IEEE 802.15.4 permite comunicação e coordenação distribuída de forma assíncrona. O funcionamento da metodologia proposta é avaliado e comparado usando simulações e experimentos mediante um estudo de caso específico. As comparações são realizadas com métodos de seleção de canal: fixa, cega ou baseada em recompensas por acesso. Os resultados mostram a eficiência no acesso dinâmico aos canais com aumentos na taxa de entrega de mensagens e na capacidade de coexistir com as redes primárias. / The efficiency improvement of the use of radiofrequency spectrum is fundamental to allow more complex and more optimal wireless systems. The current channel allocation is static. It tolerates unbalanced use of the radiofrequency spectrum generating coexistence problems in some bands and underutilization of resources in other bands. The introduction of cognitive algorithms into wireless devices has been proposed to overcome that problem, in order to allow an additional dynamic allocation model. In this, the secondary users equipped with cognitive radios will be able to use dynamically the underutilized channels of primary users. A primary user has channel usage priority related to the static allocation, on the other hand, the use of the channel by any secondary user is opportunistic and limited to the inactivity time of the primary user in a specific place. Wireless sensor networks work in a competitive band. These systems can improve their performance using a dynamic access to the channels and consequently to enable the utilization of inactivity periods of primary users or to increase the coexistence capability at their current operation band. According to the researched literature, several challenges exist to find a distributed method for dynamic access to the channels considering the restrictions on control signaling, energy consumption and computational complexity of wireless sensor network devices. In this context, a methodology of sensing and dynamic access to the channels in a wireless sensor network considering the restrictions of the devices is proposed. As innovation, we opted for the definition of a sensing policy by clusters that allows the cooperative reinforcement learning of the situation of channels. In addition, a mechanism for dynamic access to the channels based on the IEEE 802.15.4 standard is defined to allow asynchronous and distributed coordination. The behavior of the proposed methodology is evaluated and compared using simulations and experiments through a specific case study. The comparisons are performed with channel selection methods: fixed, blind and access based. The results show good efficiency in the dynamic allocation of the channels, increasing the message delivery rate and the coexistence capability.
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Proposta de métodos de sincronização de rede de sensores sem fio

Bruscato, Leandro Tavares January 2017 (has links)
como cidades inteligentes e Internet das coisas demonstram que esta tecnologia está evoluindo em larga escala. Consequentemente, diversas aplicações desta tecnologia estão sendo desenvolvidas, muitas delas são altamente dependentes de redes de sensores sem fio, pois fazem a coleta de dados em ambientes inóspitos ou de difícil acesso. Para que estes dados coletados de diversos dispositivos possam ser analisados em conjunto é preciso que as coletas sejam simultâneas ou em intervalos próximos de tempo, o que implica que toda a rede de sensores tenha uma elevada precisão no sincronismo. Ademais, diversos protocolos de comunicação sem fio utilizam o sincronismo para estabelecer o compartilhamento do meio de propagação, tendo assim uma maior eficiência na troca de dados. Ao observar a importância de atender a essa necessidade de sincronização de tempo entre dispositivos usados em redes de sensores sem fio, este trabalho se concentra na proposta, implementação e teste de um serviço de sincronização de tempo para redes de sensores sem fio de baixa potência usando relógios de baixa frequência em tempo real em cada nó. Para implementar este serviço, são propostos três algoritmos baseados em estratégias diferentes para alcançar a sincronização desejada. O primeiro baseia-se em uma métrica simples de correção adaptativa; o segundo baseia-se em um mecanismo de predição; já o terceiro utiliza um mecanismo mais complexo, a correção analítica. Todos os algoritmos tem o mesmo objetivo: fazer com que os relógios dos nós sensores convirjam de forma ágil, em seguida, mantê-los com a maior similaridade possível. O objetivo deste trabalho é apresentar o melhor método que garanta a sincronização, mantendo o baixo consumo de energia em uma rede de sensores. Os resultados experimentais fornecem evidências do sucesso no cumprimento deste objetivo, bem como fornece meios para comparar estas três abordagens considerando os melhores resultados de sincronização e os seus custos em termos de consumo de energia. / Environmental monitoring systems are gaining more and more space, concepts such as smart cities and the Internet of things demonstrate that this technology has been developing a lot. Consequently, many applications of this technology are being developed, many of them are dependent on wireless sensor networks, which collect data in inhospitable or difficult-to-access environments. In order to these collected data from several devices to be analyzed together it is necessary that the data collection be simultaneous or at close intervals, which implies that the entire network of sensors has a high precision in the synchronism. In addition, several wireless communication protocols use the synchronism to establish sharing of medium networks, thus having a greater efficiency in the exchange of data. Observing the importance of time synchronization, this work focuses in proposing, implementing and testing time synchronization protocols for low power wireless sensor networks using real time low frequency clocks. To implement this service, three algorithms based on different strategies are proposed to achieve the desired synchronization. The first is based on the simple metric for self-correction; the second is based on a prediction mechanism; while the third uses a more complex mechanism for analytical correction. All the algorithms have the same goal: to make the clock of the sensor nodes converge in an agile way, then to keep them with the greatest possible similarity. The objective of this work is to present the best method to guarantee the synchronization, keeping the low power consumption in a network, sporadically, transmissions. The experimental results provide evidence of success in achieving this goal, as well as providing means to compare these three approaches considering the best synchronization results and their costs in terms of energy consumption. Keywords: Internet of things.
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Minimização de Interferência em Redes Locais Sem Fio Não Coordenadas: Dinâmicas de Competição e Cooperação

Gramacho, Sérgio Luís Dias Lima 24 July 2014 (has links)
Submitted by Santos Davilene (davilenes@ufba.br) on 2016-05-25T13:52:34Z No. of bitstreams: 1 Sergio Gramacho - Dissertacao Mestrado.pdf: 6432983 bytes, checksum: 6c04f369697d8a06c796b55ebf26e4f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T13:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sergio Gramacho - Dissertacao Mestrado.pdf: 6432983 bytes, checksum: 6c04f369697d8a06c796b55ebf26e4f0 (MD5) / As Redes Locais Sem Fio (WLANs) são, cada vez mais, presentes no contexto de pequenas organizações e residências e sua adoção tem sido impulsionada por tendências como o acesso à Internet em banda larga, a computação móvel e a Internet das Coisas. Neste contexto, as WLANs são independentes e sua interação com as demais é não-coordenada. Estas WLANs compartilham mesmo espectro de frequências, o que pode ocasionar interferência entre WLANs vizinhas. Neste trabalho, este problema de interferência foi estudado levando-se em consideração o aspecto dinâmico de mitigação de interferência entre WLANs. Para a seleção de melhores canais, um algoritmo guloso, que tem por características a pró-atividade e permitir “decisão racional” por agentes referenciais das WLANs, foi adotado. A informação usada pelo algoritmo é provida por um modelo de interferência, que consolida os efeitos de contenção e SINR em uma métrica única: velocidade potencial de comunicação. Além disto, a dinâmica de seleção de canais foi modelada como um jogo competitivo extensivo, baseado na Teoria dos Jogos, para análise de propriedades gerais, em especial os estados de equilíbrio de Nash. Um modelo em Cadeias de Markov foi usado para análise dos jogos. Verificou-se que, de forma análoga a outros modelos de jogos competitivos na Teoria dos Jogos, os equilíbrios podem não oferecer o máximo desempenho. Foram propostos algoritmos de cooperação, capazes de computar soluções para a melhoria do desempenho do grupo após um equilíbrio inicial, num equilíbrio posterior específico e intencional.
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An?lise de desempenho baseada em simula??o de redes WirelessHART

Nobre, Marcelo Henrique Ramalho 05 August 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloHRN_DISSERT.pdf: 1910960 bytes, checksum: 696b69a0c65216fcf9b33e58073b32ab (MD5) Previous issue date: 2012-08-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This dissertation describes the implementation of a WirelessHART networks simulation module for the Network Simulator 3, aiming for the acceptance of both on the present context of networks research and industry. For validating the module were imeplemented tests for attenuation, packet error rate, information transfer success rate and battery duration per station / Esta disserta??o descreve a implementa??o de um m?dulo de simula??o para redes WirelessHART, utilizando o simulador de redes Network Simulator 3, tendo em vista a aceita??o que ambos possuem no atual contexto de pesquisa e na ind?stria. Para valida??o do m?dulo foram implementados testes quanto a atenua??o dos sinais transmitidos, probabilidade de perda pacotes (Packet Error Rate PER), probabilidade de que uma informa??o produzida seja recebida no destino e dura??o da bateria nas esta??es
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Controle sobre Redes Industriais sem Fio: uma avalia??o de desempenho dos padr?es WirelessHART e ISA100.11a

Bertelli, Guilherme Pereira Marchioro 18 December 2017 (has links)
Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-12T13:20:57Z No. of bitstreams: 1 GuilhermePereiraMarchioroBertelli_DISSERT.pdf: 11666400 bytes, checksum: 7bab5827b030a3f5e09c3631ad538851 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-14T14:12:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GuilhermePereiraMarchioroBertelli_DISSERT.pdf: 11666400 bytes, checksum: 7bab5827b030a3f5e09c3631ad538851 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T14:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuilhermePereiraMarchioroBertelli_DISSERT.pdf: 11666400 bytes, checksum: 7bab5827b030a3f5e09c3631ad538851 (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Com a ascens?o da Industria 4.0, comunica??o sem fio tem se tornado uma tend?ncia em ambientes industriais, poupando recursos e possibilitando novas applica??es quando comparada com tecnologias cabeadas. Neste contexto, as especifica??es WirelessHART e ISA100.11a tem emergido como solu??es padr?es. Apesar do alto grau de aplicabilidade, devido a natureza de seus desafios (confiabilidade, consumo de energia, toler?ncia a falhas, atrasos constantes), redes industriais sem fio s?o usadas, na maioria das aplica??es, para monitoramento. Devido a esses motivos e o car?ter conservador da industria, a demanda para avalia??o e garantia de confiabilidade em Sistemas de Controle sobre Redes sem Fio (Wireless Networked Control System - WNCS) ? iminente. Visando esclarecer e desmistificar o uso de tecnologias sem fio em malhas de controle na industria, este presente trabalho traz uma vis?o geral de WNCS e experimentos pr?ticos de avalia??o que permitem analisar o comportamento de redes WirelessHART e ISA100.11a no control e de processos atrav?s do controle de uma malha de n?vel por algoritmo PID implementado numa aplica??o host. O estudo fez uso dos kits SmartMesh WirelessHART Starter Kit e Nivis ISA100.11a Integration kit, da Dust-Networks e Nivis, respectivamente, para estabelecer as redes sem fio, aliados aos transmissores de press?o 3051S (Emerson) e EJX110 (Yokogawa), e garante confiabilidade e efici?ncia de aplica??es de controle sobre redes sem fio.
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Análise do impacto da comunicação em redes wirelesshart no desempenho de sistemas de controle

Soto, Viyils Sangregorio January 2016 (has links)
Este trabalho analisa o uso do protocolo WirelessHART para a implementação de sistemas de controle em laço fechado. São discutidas possíveis arquiteturas de implementação de laços de controle, as quais se diferem basicamente pelo local na arquitetura do sistema de controle em rede em que o controlador será executado. Optou-se pela análise do comportamento do protocolo WirelessHART numa arquitetura que considera o módulo de controle localizado num dispositivo host, o qual se comunica via HART-UDP com o gateway da rede. Para a análise da proposta desta dissertação foram descritos os mecanismos necessários para a realização do laço de controle sobre uma rede WirelessHART real, em um ambiente que apresenta todas as características de uma instalação industrial. Os resultados obtidos mostram que, com a arquitetura proposta, o laço de controle apresenta latências não determinísticas. Para a realização deste trabalho, foram apresentados dois estudos de caso: (i) o controle de uma válvula comumente utilizada na indústria de petróleo; (ii) e um processo simulado, que considera um controlador baseado em eventos, onde o sinal de controle é calculado de acordo com os tempos de comunicação permitidos pela rede entre o controlador e o processo. Os resultados obtidos mostram que é possível efetuar controle apesar dos atrasos ocasionados pela rede, desde que sejam levados em conta estes atrasos no cálculo do sinal de controle, podendo assim mostrar há degradação no desempenho do sistema sob controle. / This work analyzes the use of WirelessHART protocol for the implementation of closed-loop control systems. It discusses possible architectures for implementing control loops, which differ by the location where the controller is executing. For the performance evaluation of the WirelessHART protocol behavior, an architecture that considers the control module located in a device, which communicates via Hart-UDP with the network gateway. The Experimental evaluations presented in this dissertation were performed in a setting that has all the characteristics of an industrial installation. The results showed that in the proposed architecture, the control loop has not deterministic latencies. Two case studies were carried on: (i) the control of a valve commonly used in oil and gas industrial applications; (ii) and a simulated process that considers an event-based controller where the control signal is calculated according to the communication time allowed by the network between the controller and the process. The results show that it is possible to perform control despite network delays, when taking into account the delays in the calculation of the control signal.

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