[pt] A pesquisa em redes móveis e computação pervasiva têm demonstrado que adaptação dinâmica e sensibilidade ao contexto são requisitos básicos para aplicações nestes ambientes. Muitos dos trabalhos sobre adaptação dinâmica sensível ao contexto encontrados na literatura se baseiam nas informações de contexto de dispositivos para selecionar e executar uma determinada adaptação, mas somente no próprio dispositivo. Para aplicações distribuídas cientes do contexto envolvendo um grupo de dispositivos portáteis, executando em uma rede sem fio, por vezes faz-se necessária uma adaptação conjunta e coordenada de todos os dispositivos do grupo, adaptação essa que depende de um contexto global do grupo. Este trabalho apresenta Moratus, um protocolo para obter o contexto global de um grupo de dispositivos e executar uma única adaptação de serviços de comunicação em todos os dispositivos de forma coordenada. Este protocolo também leva em conta e trata desconexões involuntárias de membros do grupo durante o processo. O Moratus é o elemento central de um middleware, o SACS, que permite que tal adaptação coordenada ocorra de forma transparente e sem interrupção para a aplicação distribuída que usa o middleware. / [en] Research in mobile networks and pervasive computing has shown that dynamic adaptation and context-awareness are basic requirements for applications executing in such environments. Many of the works about context-awareness dynamic adaptation found in the literature use the device's context information to execute an adaptation only locally at the device. For distributed, context-aware applications composed of a group of portable devices (executing in a wireless network) sometimes it is necessary to perform a collective and coordinated adaptation at all the devices of the group, and where this adaptation depends on the global context of the group. This thesis presents Moratus, a protocol that processes the global context of a group and executes a unique adaptation of a communication service at all devices in the group in a coordinated way. This protocol also handles unplanned disconnections of group members during the adaptation process. Moratus is the central element of a middleware named SACS, which allows that such coordinated adaptation is performed transparently and without disruption for the distributed application based on this middleware.

No mundo globalizado em que vivemos os sistemas, as aplicações e as pessoas precisam estar conectadas permanentemente à Internet, e a uma variedade de redes de comunicação, com vários dispositivos, simultaneamente. O ideal, devido a esse contexto, seria ter um único dispositivo com uma única interface de rede e um único programa que permitisse fazer diversas conexões com diversos protocolos usados simultaneamente, tornando o sistema simples de usar e fácil de instalar e operar, conseguindo, desta forma, o nível de estabilidade e confiabilidade desejadas. Por isso, as redes de área pessoal (WPAN) estão crescendo em importância desde seu aparecimento em 1991. Diversas tecnologias foram propostas para sua implementação sem que haja um consenso sobre a aplicabilidade de cada opção. Este trabalho realiza uma avaliação crítica das diversas tecnologias propostas e por meio de um laboratório de prototipação procurou obter dados que permitam uma avaliação mais objetiva dessas tecnologias. Esse documento apresenta uma descrição desse laboratório e apresenta a metodologia proposta para comparação das tecnologias para WPAN, e os resultados obtidos em laboratório. O estudo apresentado demonstra, através de uma avaliação critica, que as principais alternativas no momento são Wi-Fi e Bluetooth e que com os dados obtidos na prototipação em laboratório se provou que hoje há possibilidade de virtualizar diferentes redes e tipos de interface em uma única interface física. A economia de escala, multiplicada pelo efeito da virtualização das interfaces, leva a conclusão que as tecnologias Wi-Fi e Bluetooth deverão dominar o mercado de WLAN e WPAN nos próximos anos. / In todays globalized world, systems, applications and people need to be permanently connected to the Internet, a variety of communications networks and several different devices simultaneously. Ideally, faced with this context, there should be a single device with a single network interface, and a single program that enables several connections and protocols to be used simultaneously, making the entire systems simple to use and easy to install and operate, thus leading to the desired levels of stability and reliability. So the personal area networks (WPAN) are growing in importance since its debut in 1991. Several technologies have been proposed for its implementation without a consensus on the applicability of each option The proposed work will conduct a critical evaluation of the various proposed technologies and, through a laboratory prototype seek information to enable a more objective evaluation of these technologies. This document provides a description of the laboratory and presents the proposed methodology to compare technology for WPAN.

O atual modelo de alocação espectral implementado pelas autoridades governamentais somado à crescente demanda por recursos imposta pela implementação de modernas aplicações e serviços de rede irá resultar em um problema relacionado à escassez de recursos em um futuro próximo. Lidar com este problema demanda esforços no sentido de melhorar a alocação de recursos. Uma das maneiras de atingir este tipo de melhoria é permitir o compartilhamento de recursos entre operadores em redes homogêneas e heterogêneas que podem implementar diferentes tecnologias, como a utilização coletiva do espectro e de recursos licenciados. Diversos trabalhos relacionados à esta pesquisa foram propostos. Entretanto, estes trabalhos geralmente identificam a necessidade de obter recursos adicionais, porém buscam por esses recursos sem levar em conta os requisitos de qualidade de serviço e o custo envolvido no compartilhamento desses recursos. Considerando esse contexto, nesta tese, uma nova arquitetura é proposta para permitir a implementação do compartilhamento de recursos e para encorajar operadores a alugarem recursos sobressalentes levando em conta o custo e a qualidade de serviço oferecida. Esta abordagem permite que operadores tenha ganhos com o aluguel dos recursos, ao mesmo tempo em que o cliente recebe serviços com maior qualidade. As principais contribuições da arquitetura proposta incluem o projeto de um controlador de recursos para coordenar o processo de compartilhamento. Esse controlador busca estabelecer contratos de serviço dinâmicos levando em conta a qualidade de serviço requerida. Para tanto, é necessária a troca de informações que, no caso da arquitetura proposta, é mantida baixa para evitar que a rede seja sobrecarregada e acabe interferindo com o tráfego de dados. Além disso, a solução proposta é capaz de tomar decisões rápidas sobre a alocação de recursos, o que permite o redirecionamento do tráfego sem que ocorram interferências com os demais usuários. A arquitetura proposta é modela analiticamente e simulada com o auxílio da ferramenta Matlab. O desempenho da proposta é medido em três diferentes cenários, considerando tanto redes homogêneas, quanto heterogêneas. A sobrecarga gerada pela troca de informações de controle corresponde a menos de 1% do tráfego total da rede, o que é desprezível do ponto de vista da interferência com o tráfego de dados. As decisões rápidas tomadas pela arquitetura são baseadas na previsão acurada do tráfego futuro da rede e permitem o redirecionamento do tráfego para outras redes em um tempo até 46% abaixo do limite máximo especificado na literatura para este tipo de redirecionamento. Os resultados mostram ainda que as métricas de atraso e variação do atraso também são mantidas abaixo dos limites especificados, o que indica que a qualidade de serviço é garantida nos cenários avaliados. / The static model currently applied by governmental authorities for allocating the spectrum of frequencies and the increasing demand for network resources imposed by modern applications and services may lead to a resources scarcity problem in the near future. Dealing with this problem demands improvements on resources allocation. One of the ways of providing such improvements is by allowing resources sharing among network operators in both homogeneous and heterogeneous network scenarios. These network operators may implement different technologies, such as collective use of spectrum and licensed shared access to the spectrum of frequencies. Many related works have been proposed in the same context of the presented research, however these related works generally identify the need for additional resources and search for available resources without taking into account the QoS requirements of the resources renter and the costs involved in the resources sharing initiative. Therefore, in this thesis, a novel architecture is proposed to facilitate the implementation of resources sharing and consequently encourage network operators to lease their underutilized resources taking into account both the cost and the QoS requirements. This approach allows the network operator which is serving the resources to improve its profits at the same time that allows quality of service improvements to the resources renter. The main contributions of the proposed architecture include but are not limited to the design of a multilevel resources broker to control the resources sharing process. This broker is concerned on dynamically establishing a service level agreement that takes into account the quality of service requirements of resources renter. This process focuses on exchanging a small amount of control information to prevent the overhead from interfering with the legitimate traffic of the network operators. Another important contribution of the proposed approach is to improve the resources allocation in comparison with related work. Furthermore, the proposed solution is capable of taking fast decisions regarding resources allocation, what leads to the implementation of fast handover, allowing the traffic steering without interfering with incumbent users. The proposed architecture is modeled analytically and simulated using Matlab to evaluate its behavior in three different scenarios, considering both homogeneous and heterogeneous networks. The overhead in practical operation scenarios is kept under 1% of the total network traffic, what is considered not to interfere with the transmissions of the network operators. The fast decisions taken by the resources sharing architecture are based on accurate traffic load forecasting, what leads to fast handover, attaining times up to 46% lower than the maximum allowed handover duration. Results also show that both delay and jitter metrics are controlled to be maintained below their specific thresholds of the analyzed applications and therefore, the QoS is guaranteed for the resources renter, considering the coexistence of up to 500 devices.

Redes de sensores sem fio tem ganhado grande destaque em diferentes aplicações, tais como, domésticas, comercial e industrial, trazendo mais flexibilidade e mais conveniência em nossas vidas. Entretanto, seu desempenho é influenciado por diversos fatores como, por exemplo, características do ambiente de propagação das ondas de rádio e outras tecnologias de comunicação sem fio que podem coexistir em uma mesma área de cobertura. Os recursos utilizados nas comunicações sem fio são limitados e muitas vezes não exclusivos possibilitando interferências provenientes de diferentes tipos de fontes. O presente trabalho busca soluções para o uso mais eficiente dos recursos da rede de comunicação sem fio, são investigados e propostos métodos adaptativos para uma rede sem fio industrial, o protocolo WirelessHART, utilizando mecanismos dinâmicos de sensoriamento de espectro e seleção de canal entre os dispositivos da rede. É apresentado uma arquitetura de gerenciamento do espectro em conformidade com o protocolo, baseado em sensoriamento do espectro distribuído e no monitoramento do desempenho das comunicações. A arquitetura utilizada permite a classificação de um conjunto de canais específicos entre os pares de dispositivos durante a operação da rede de comunicação. O trabalho demonstra o desempenho dos mecanismos desenvolvidos para a detecção de interferências com redes do tipo IEEE 802.11. / Wireless sensor networks have been expanding rapidly in many applications for different areas such as residential, office and industrial. Wireless connections bring many advantages as installation feasibility, scalability, mobility and reduce infrastructure costs. However, wireless network performance is affected by many factors as, for example, environment characteristics and other wireless communication technologies at the same coverage area. The wireless communication resources are limited and many times shared, allowing interferences from different kind of electromagnetic sources. This work presents a solution for an efficient use of the wireless communication network resources, investigate and propose adaptive methods for an industrial wireless network, the WirelessHART protocol, using dynamic mechanisms of spectrum sensing and channel selection between the devices. A protocol spectrum management architecture based on distributed sensing and monitoring of communications performance is presented, in compliance with WirelessHART protocol, allowing the classification of a set of specific channels between peer devices during the communication network’s operation. Also, it is presented the channel selection performance for IEEE 802.11 interference.

As redes de sensores sem fio (wsns) têm ganhado cada vez mais espaço no monitoramento e controle de processos na indústria. Dentro destas redes, os dispositivos são alimentados por baterias, e a comunicação é feita por radiofrequência. Por conta disto, os rádios dos dispositivos são responsáveis por consumir boa parte da energia armazenada nas suas baterias, e a comunicação dos dispositivos está sujeita à interferência provinda de outras redes e do maquinário industrial. Para sanar estes problemas podem ser empregadas técnicas de controle de potência de transmissão (cpt). Existem diversas técnicas de cpt na literatura, visando os mais diversos objetivos, desde economia de energia e redução de interferência, até controle da topologia da rede. Este trabalho apresenta uma proposta de emprego de (cpt) em uma rede de sensores sem fio através da utilização de controladores proporcionais-integrais (pi). Juntamente com a técnica proposta, são apresentados um procedimento para projeto dos controladores e alguns algoritmos desenvolvidos para o caso ideal e para os casos com saturação dos níveis de potência disponíveis. Este trabalho se diferencia dos trabalhos encontrados na literatura por apresentar uma técnica de controle linear e que depende apenas de informações já disponíveis em cada dispositivo cuja potência será ajustada. Deste modo, esta técnica pode ser empregada em conjunto com protocolos industriais mais restritivos quanto às informações que podem ser trocadas nas mensagens. Além disso, esta técnica reduz ainda mais o consumo e a interferência por evitar transmissões desnecessárias. A proposta apresentada foi validada através de simulações e de um experimento com dispositivos WirelessHART reais, apresentando bons resultados e provando que é possível controlar a potência sem a necessidade das informações extras. / Wireless sensor networks (wsns) are being increasingly adopted in monitor and control tasks in the industry. The devices within these networks are battery-powered, and they communicate through radio frequency. Therefore the radios of the devices account for the most of the consumption of the energy stored in the batteries, and the devices’ communication is subject to interference from other networks and industrial machinery. Transmission power control (tpc) techniques can be employed to cope with these problems. There are several tpc techniques in the literature, aiming at a wide range of objectives, from energy saving and interference reduction, to network topology control. This work presents the proposal of a (tpc) technique in a wireless sensor network that works by employing proportional-integral (pi) controllers. Besides the technique itself, a procedure is presented to design the controllers along some algorithms developed to the ideal case, and the case when there is saturation in the available power levels. This work, unlike the other works found in the literature, presents a linear technique that depends only on information that is already available in each device whose power needs to be adjusted. Therefore, the proposed technique can be employed together with more restrictive industrial protocols that limit the information that can be exchanged in the messages. Besides, it further reduces the power consumption and the interference by avoiding unnecessary transmissions. The proposal was validated through simulations and an experiment using real WirelessHART devices, presenting good results and proving that it is possible to adjust the transmission power without necessarily using the extra information.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Inúmeras tecnologias promissoras foram desenvolvidas desde a concepção da Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things) que poderão modificar diferentes aspectos em nosso cotidiano. Tendo em vista o rápido crescimento da IoT, foi criado o grupo de tarefa IEEE 802.11ah para o desenvolvimento de uma nova norma Wi-Fi para lidar com os principais desafios da IoT, que são a conectividade de muitos dispositivos com recursos de energia limitados a um único ponto de acesso e o aumento do alcance das transmissões para distâncias muito maiores do que aquelas tipicamente utilizadas em redes locais sem fio. Assim, esse padrão traz novos mecanismos nas camadas física e de enlace para atender aos requisitos da IoT. Na camada física, houve modificações para operação em faixas de frequências abaixo de 1 GHz e, na camada MAC, o padrão traz novos mecanismos de economia de energia para ter um melhor desempenho em redes densas, sendo um deles o acesso restrito ao canal (RAW, do inglês Restricted Access Window). Recentemente, há muitos trabalhos sobre o IEEE 802.11ah, entretanto, a maior parte deles trazem ideias de agrupamento ou modelagem analítica para descobrirem o tamanho ótimo do RAW para obter maior desempenho da rede. No entanto, para um melhor entendimento dos efeitos dos diversos parâmetros e mecanismos do IEEE 802.11ah, esta dissertação apresenta um modelo analítico da função de coordenação distribuída do IEEE 802.11ah para o caso em que as estações estão distribuídas uniformemente em diversos slots RAW e possuem a mesma prioridade de tráfego, sob condições de tráfego saturado e canal ideal. Em nosso modelo, consideramos que cada intervalo de beacon possui somente um RAW o qual é dividido em slots RAW, e estudamos o impacto no desempenho da vazão ao variar o número de slots RAW e o número de estações na rede. Além disto, introduzimos ao modelo Markoviano uma probabilidade de término do slot RAW e propomos duas expressões empíricas para o cálculo desta probabilidade. Por fim validamos o modelo analítico com simulações no simulador de redes NS3 e, a partir das simulações computacionais, encontramos uma constante de ajuste para aproximar o modelo das simulações. / Many promising technologies have been developed since the conception of the Internet of Things (IoT) that can modify different aspects of our daily lives. In light of the rapid growth of IoT, it was created the IEEE 802.11ah Task Group to develop a newWi-Fi standard to address IoT’s key challenges, which are the connectivity of many devices with limited power resources to a single access point and the increase in the transmissions range for distances much greater than those typically used in wireless local area networks. Thus, this standard brings new mechanisms in the physical and link layers to meet IoT requirements. In the physical layer, there were modifications to permit the operation in frequency bands below 1 GHz and, in the MAC layer, the standard brings new power saving mechanisms to perform better in dense networks, one of which is the restricted access to the channel (RAW). Recently, there have been a lot of work on IEEE 802.11ah, however, most of them bring grouping or analytical modeling ideas to find out the optimal RAW size for a higher network performance. On the other hand, for a better understanding of the effects of the various IEEE 802.11ah parameters and mechanisms, this dissertation presents an analytical model of the distributed coordination function of IEEE 802.11ah for the case where the stations are evenly distributed in several RAW slots and have the same traffic priority, under conditions of saturated traffic and ideal channel. In our model, we consider that each beacon interval has only one RAW which is divided into RAW slots, and we study the impact on throughput performance by varying the number of RAW slots and the number of stations in the network. In addition, we introduce to the Markovian model a probability of reaching the end of a RAW slot and propose two heuristic expressions for this probability calculation. Finally we validate the analytical model with simulations in the networks simulator NS3 and, from the computational simulations, we find an adjustment constant to approximate the model of the simulations.

A marcha humana, ou caminhada, é um padrão cíclico de movimentos corporais que se repetem a cada passo que desloca um indivíduo de um local a outro. Atualmente, avaliações biomecânicas da marcha humana tem sido utilizado no diagnóstico de alterações neuromusculares, músculo-esqueléticas e como forma de avaliação pré e pós-tratamento cirúrgico, medicamentoso e/ou fisioterapêutico. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta acadêmica de baixo custo para o estudo da marcha humana. Esse sistema consiste no sensoriamento da marcha de um usuário através de sensores inerciais e de um modelo virtual do corpo humano para permitir a visualização do movimento gerado. Dessa maneira o usuário poderá ter suas ações corrigidas por sua percepção visual e também corrigida pelas orientações de um fisiatra ou fisioterapeuta que terá a reprodução do modelo virtual conforme a movimentação detalhada do paciente para análise. O sistema ainda efetuará os registros das variáveis cinemáticas da marcha (tais como aceleração, velocidade angular, angulações dos membros sensoriados) para estudos e acompanhamento mais detalhado da sua recuperação e/ou tratamento. Como resultado, o sistema desenvolvido obteve erros médios de X 0,52º Y 1,20º Z 1,80º e erros em RMS de X 3,01º Y 3,30º Z 5,70º quando comparados com um sistema comercial, sendo esse resultado próximo à literatura e aplicável em exames biomecânicos de marcha. / The human gait is a cyclical pattern of body movements that are repeated every step that moves a subject from one location to another. Currently, biomechanical assessments of human gait has been used for diagnosing neuromuscular disorders, musculoskeletal and as a way of pre and post-surgical treatment, medication and/or physical therapy. This paper presents the development of a low cost academic tool for the study of human gait. This system consists of sensing the motion of a user through inertial sensors and a virtual model of the human body to allow the visualization of the generated movement. In this way, the user can have its actions corrected by his visual perception and also corrected by therapist or physiotherapist who will visualize the virtual model as the detailed movements of patient. The system will also record the kinematic gait variables (as acceleration, angular velocity, angles of the sensed members) for studies and more detailed monitoring of their recovery and/or treatment. As result, the developed system obtained average errors of X 0,52º Y 1,20º Z 1,80º and errors in RMS X 3,01º Y 3,30º Z 5,70º compared to a commercial system, and these results close to the ones seen in literature and applicable in biomechanical tests of gait.

Nos Ãltimos anos, observou-se o surgimento e a rÃpida disseminaÃÃo da tecnologia WLAN IEEE 802.11 que integrou-se ao mercado atual e tornou-se opular como rede de banda larga sem fio de acesso à Internet. Paralelamente, o serviÃo de VoIP apresenta uma das maiores taxas de crescimento dentre as aplicaÃÃes de Internet da atualidade. GraÃas à convergÃncia destas duas tendÃncias, acredita-se que o serviÃo de VoIP em redes WLAN venha a ser uma importante aplicaÃÃo de Internet. Entretanto, o "efeito avalanche" foi identificado como um grave problema passÃvel de ocorrer em uma rede WLAN fucionando prÃximo ao seu limite de capacidade, na qual a admissÃo de um novo usuÃrio pode vir a provocar a degradaÃÃo de todas as sessÃes VoIP prÃ-existentes. Neste contexto, o controle de admissÃo de chamadas foi identificado como um nicho a ser explorado. A avaliaÃÃo de desempenho de quatro algoritmos de CAC foi realizada neste trabalho. Dois deles foram encontrados na literatura pesquisada, um deles baseado numa equaÃÃo teÃrica (EQA) e outro na taxa de utilizaÃÃo do canal (CBA). Os outros dois algoritmos representam as propostas inovadoras desta dissertaÃÃo, um deles se baseia a FER mÃdia do sistema no enlace direto (FEA) e outro na taxa de utilizaÃÃo do buffer de transmissÃo do ponto de acesso (BSA). O FEA demonstrou um melhor aproveitamento dos recursos da rede em relaÃÃo aos algoritmos de CAC selecionados da literatura. No entanto, este algoritmo supÃe a disponibilidade da medida precisa da FER no ponto de acesso. Jà com o BSA, o "efeito avalanche" foi praticamente eliminado, possibilitando a obtenÃÃo dos melhores ganhos dentre todos os algoritmos avaliados. AlÃm disso, sua implementaÃÃo à mais simples e a obtenÃÃo da mÃtrica de decisÃo se dà diretamente no prÃprio ponto de acesso. / In the last years, the IEEE 802.11 WLAN has become very popular and widely deploved for Internet acess. On the other hand, voice over IP is one of the fast growing Internet apllications today. Thanks to the convergence of these two trends, it is believed that VoIP over WLAN is expected to become an important Internet application. However, the so called "avalanche effect" has been identified as a real problem in a WLAN, when operating near its capacity limit, in which the admission of an additional call may result in unacceptable QoS for alll the ongoing VoIP connections. In this context, the call admission control has beeen pointed out as an interesting research issue. We have proceed the performance evaluation of four CAC algorithms. Two of them were fond in specialized literature, one based on a theoretical equation (EQA) and the other based on the channel busyness ratio (CBA). The other algorithms represent the innovative proposals of this work, one based on the measured downlink FER (FEA) and the other based on the transmission buffer utilization ratio (BSA). The resource allocation provided by the FEA is more efficient than the one provided by EQA or CBA. However, this algorithm considers the accurate availability of the downlink FER metric at the access point. The BSA has almost eliminated the "avalache effect" achieving the best gains in terms of capacity and resource allocation when comparing with all the algorithms evaluated. Additionally, the practical implementation of the BSA is very simple and the decision metric is readily available at the access point

No mundo globalizado em que vivemos os sistemas, as aplicações e as pessoas precisam estar conectadas permanentemente à Internet, e a uma variedade de redes de comunicação, com vários dispositivos, simultaneamente. O ideal, devido a esse contexto, seria ter um único dispositivo com uma única interface de rede e um único programa que permitisse fazer diversas conexões com diversos protocolos usados simultaneamente, tornando o sistema simples de usar e fácil de instalar e operar, conseguindo, desta forma, o nível de estabilidade e confiabilidade desejadas. Por isso, as redes de área pessoal (WPAN) estão crescendo em importância desde seu aparecimento em 1991. Diversas tecnologias foram propostas para sua implementação sem que haja um consenso sobre a aplicabilidade de cada opção. Este trabalho realiza uma avaliação crítica das diversas tecnologias propostas e por meio de um laboratório de prototipação procurou obter dados que permitam uma avaliação mais objetiva dessas tecnologias. Esse documento apresenta uma descrição desse laboratório e apresenta a metodologia proposta para comparação das tecnologias para WPAN, e os resultados obtidos em laboratório. O estudo apresentado demonstra, através de uma avaliação critica, que as principais alternativas no momento são Wi-Fi e Bluetooth e que com os dados obtidos na prototipação em laboratório se provou que hoje há possibilidade de virtualizar diferentes redes e tipos de interface em uma única interface física. A economia de escala, multiplicada pelo efeito da virtualização das interfaces, leva a conclusão que as tecnologias Wi-Fi e Bluetooth deverão dominar o mercado de WLAN e WPAN nos próximos anos. / In todays globalized world, systems, applications and people need to be permanently connected to the Internet, a variety of communications networks and several different devices simultaneously. Ideally, faced with this context, there should be a single device with a single network interface, and a single program that enables several connections and protocols to be used simultaneously, making the entire systems simple to use and easy to install and operate, thus leading to the desired levels of stability and reliability. So the personal area networks (WPAN) are growing in importance since its debut in 1991. Several technologies have been proposed for its implementation without a consensus on the applicability of each option The proposed work will conduct a critical evaluation of the various proposed technologies and, through a laboratory prototype seek information to enable a more objective evaluation of these technologies. This document provides a description of the laboratory and presents the proposed methodology to compare technology for WPAN.

O uso de redes sem fio no ambiente industrial está crescendo cada vez mais devido às vantagens que estas redes apresentam comparadas aos sistemas cabeados. No entanto, é necessário que as redes sem fio apresentem a mesma robustez que as redes cabeadas. Para isso, é necessário garantir o enlace de rádio frequência entre os dispositivos e também é preciso que a rede atenda aos requisitos de comunicação em tempo real. O protocolo WirelessHART foi criado em 2007, sendo o primeiro padrão aberto de comunicação sem fio especialmente desenvolvido para ambientes industriais. Esse protocolo vem ganhando cada vez mais aplicabilidade na indústria devido à sua alta confiabilidade e robustez. Por se tratar de um protocolo recente, ainda existem muitas pesquisas em andamento, sendo uma das áreas relacionada a ferramentas para análise e monitoramento da rede. Tais ferramentas têm como objetivo principal capturar as mensagens que trafegam na rede, ou seja, atuam como um sniffer. No entanto, o protocolo WirelessHART apresenta algumas peculiaridades quando comparado a outras redes sem fio, como por exemplo, o uso de 15 canais diferentes. Devido a isso, muitos sniffers já propostos para redes sem fio não podem ser utilizados, pois capturam dados em apenas uma frequência. Outra questão está relacionada ao monitoramento de redes já instaladas, onde os dispositivos podem se encontrar em locais de difícil acesso. Dessa forma, é necessário que a ferramenta tenha mobilidade, ou seja, não necessite estar conectada a um computador, por exemplo. Então, uma vez que ainda não existe uma ferramenta de monitoramento ideal para redes WirelessHART, este trabalho propõe um nova ferramenta, que apresenta vantagens, tais como: captura de dados nos 15 canais utilizando apenas um receptor de rádio, armazenamento local dos dados capturados utilizando um cartão de memória e medição da energia nos canais, para obter informações a respeito de interferências na rede. Além disso, uma aplicação offline de análise dos dados apresenta estatísticas e análises a respeito dos dados capturados. Este trabalho apresenta alguns conceitos teóricos importantes a respeito do protocolo e os detalhes da implementação da ferramenta. Os resultados obtidos mostram que a ferramenta está atuando corretamente como um sniffer e está realizando a detecção de interferências na rede. Um estudo de caso mostra o comportamento da rede WirelessHART coexistindo com o padrão IEEE 802.11. / The use of wireless networks in industrial environment is growing due to the advantages of these networks compared to wired systems. However, the wireless networks must have the same robustness that wired networks. It is necessary to ensure the link between devices and it is also necessary that the network meets the requirements of real-time communication. The WirelessHART protocol was created in 2007, and it is the first open wireless communication standard specifically designed for industrial environments. This protocol has been gaining increasing applicability in industry due to its high reliability and robustness. Because it is a recent protocol, there are still many ongoing researches. One of them is related to tools for analyzing and monitoring the network. Such tools have the main objective to capture the messages that travel on the network, acting as a sniffer. However, the WirelessHART protocol has some peculiarities as compared to other wireless networks, such as the use of 15 different channels. Because of this, many sniffers already proposed for wireless networks can not be applied, because they capture data on only one frequency. Another issue is related to the monitoring networks already installed, where devices can be found in places of difficult access. Thus, it is necessary that the tool has mobility, i.e., does not need to be connected to a computer, for example. So, since there is still no ideal monitoring tool for WirelessHART networks, this paper proposes a new tool, which has advantages such as: data capture in 15 channels using only one radio receiver, local storage of captured data using a memory card and measuring the energy in the channels for getting information about interference in the network. In addition, an offline application presents statistics and analysis about the captured data. This paper presents some important theoretical concepts about the protocol and implementation details of the tool. The results show that the tool is working properly as a sniffer and it’s performing the interference detection in the network . A case study shows the behavior of the WirelessHART network coexisting with IEEE 802.11 standard.