Esta dissertação tem por objetivo propor algoritmos para conservação de energia de uma rede de sensores sem fio (RSSF) aplicada ao monitoramento de um processo suave f(x , y, t), que depende das coordenadas x e y dos nós sensores, e do tempo t, de forma a aumentar a autonomia da rede. Os algoritmos rodam na camada de aplicação de cada nó, e visam a economia de energia dos nós através do gerenciamento da necessidade de transmissões. Após a primeira amostra transmitida, apenas amostras com uma variação percentual maior do que um dado limiar são transmitidas. Além disso, cada nó pode permanecer inativo (economizando energia) entre essas transmissões. Em RSSfs de salto único, são propostos dois algoritmos: um baseado na fonte, onde cada nó é responsável por todo o processamento e tomada de decisões, e outro baseado no sorvedouro, onde todo o processamento e a tomada de decisões são realizadas pelo sorvedouro. Além disso, uma extensão de algoritmo baseado na fonte é proposta, para RSSFs de múltiplos saltos. Através dos resultados obtidos, observa-se que os algoritmos conseguiram uma redução significativa da quantidade de transmissões, o que leva a um aumento do tempo de vida e o erro na reconstrução do processo é apresentada. Desta forma, pode-se conjugar a relação entre tempo de vida máximo e erro de reconstrução mínimo. / This paper aims to propose algorithms for energy conservation in a wireless sensor network (WSN) applied to monitoring a smooth process f (x, y, t), which depends on x and y coordinates of the sensor nodes, and the time t so as to increase the autonomy of the network. The algorithms run in the application layer of each node, and are designed to save energy of the nodes through the management of the need for transmissions. Furthermore, each node can remain idle (saving energy) between these transmissions. In single hop WSNs, we propose two algorithms: one based on the source, where each node is responsible for all processing and decision making, and another based on the sink, where all processing and decision making are performed by the sink. In addition, an algorithm based on the extent of power is proposed for multi-hop WSNs. From the results obtained, it is observed that the algorithms have achieved a significant reduction of the number of transmissions, which leads to an increase in the life time and the error in the reconstruction process is presented. In this way, one can combine the relationship between maximum life span and minimum reconstruction error.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3111.pdf: 9181760 bytes, checksum: dfefb6cfa06acf42fc5a6ea589d5a449 (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Technological evolutions in the microelectronic systems and in the wireless communication allowed the development of devices called sensor nodes, which are smalles have low cost and low energy consumption. The sensor nodes integrate sensing modules, data processing and of wireless communication. The use of sensor nodes in a distributed way makes possible the communication among them providing the formation of the Wireless Sensor Networks (WSN). WSN are being used more and more as powerful monitoring tools of applications of environmental monitoring the monitoring of emergency situations in environments subject to risk situations to the life and the patrimony such as fire, leaks of poisonous gasses and explosions. Emergency management systems that integrate networks of wireless sensors have been used as support to the making of decision for response teams to the emergencies where the response time in these conditions becomes preponderant factor, aiming at the success of rescue practical operations. In order to the system of emergency management to be efficient a support layer to provide integration and reusability of the services is necessary supplied by the system besides a solution to abstract all the communication complexity and data processing inside WSN. In this work a middleware for WSN was designed and partially implemented to aid the work of the developers applications. The main characteristics of this middleware are to supply an expressive and flexible mechanism for subscriptions of interest of the application in the WSN and reusable interfaces that use technologies standard of the Web to provide interoperability between the services and applications. An initial evaluation accomplished with a prototype of some functions of the middleware. An estimate of occupation of memory in the sensor nodes was made with base in studies reported in the literature, and display that middleware projected is viable for the platform of the hardware of motes Mica 2. The mote Mica 2 is the third generation of commercial sensor nodes of the mica family motes, used to enable low energy in WSN. / Evoluções tecnológicas nos sistemas de microeletrônicos e na comunicação sem fio permitiram o desenvolvimento de dispositivos chamados nós sensores, que são pequenos, de baixo custo e de baixo consumo de energia. Os nós sensores integram módulos de sensoriamento, processamento de dados e de comunicação sem fio. A utilização dos nós sensores de forma distribuída possibilita a comunicação entre eles proporcionando a formação das Redes de Sensores Sem Fios (RSSFs). RSSFs estão sendo utilizadas cada vez mais como poderosas ferramentas de monitoramento, de aplicações de monitoramento ambiental a monitoramento de situações de emergência em ambientes sujeitos a situações de risco à vida e ao patrimônio, tais como incêndios, vazamento de gases tóxicos e explosões. Sistemas de gerenciamento da emergência que integram redes de sensores sem fio são utilizados como apoio à tomada de decisão para equipes de resposta a emergências em que o tempo-resposta nessas condições se torna fator preponderante visando o sucesso de operações práticas de salvamento. Para que o sistema de gerenciamento de emergência seja eficaz é necessária uma camada de suporte para prover integração e reusabilidade dos serviços fornecidos pelo sistema, além de uma solução para abstrair toda a complexidade de comunicação e processamento de dados no interior da RSSF. Neste trabalho, um middleware para RSSFs foi projetado e parcialmente implementado, para auxiliar o trabalho dos desenvolvedores de aplicações. As principais características deste middleware são fornecer um mecanismo expressivo e flexível para subscrições de interesse das aplicações na RSSFs e interfaces reusáveis que utilizam tecnologias padrão da Web para prover interoperabilidade entre os serviços e aplicações. Uma avaliação inicial foi realizada com um protótipo de algumas funções do middleware. Uma estimativa de ocupação de memória nos nós sensores foi feita com base em estudos reportados na literatura, e mostra que o middleware projetado é viável para a plataforma de hardware dos motes Mica 2. O mote Mica 2 é a terceira geração de nós sensores comerciais da família Mica motes, usado para capacitar baixa energia em RSSFs.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-21T11:57:46Z No. of bitstreams: 1 DissFTG.pdf: 1925700 bytes, checksum: c5c22c9a6d910a7762416dd81f13cd82 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:52:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFTG.pdf: 1925700 bytes, checksum: c5c22c9a6d910a7762416dd81f13cd82 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:52:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFTG.pdf: 1925700 bytes, checksum: c5c22c9a6d910a7762416dd81f13cd82 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFTG.pdf: 1925700 bytes, checksum: c5c22c9a6d910a7762416dd81f13cd82 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The wildfires caused by human occupation is one of the factors that most contributes to deforestation of conservation areas, resulting in a number of issues for ecological systems. Premature fire detection lead to the elimination or minimize the damage that will be caused by a fire incident. Wireless Sensor Networks (WSNs) has been shown to be a good alternative for environmental monitoring applications, as they can collect and send the information in real-time, such as humidity, wind and temperature of various parts of the forest. Due to problems such as power limitation, communication failure and loss of nodes, the network topology is constantly changing, requiring mechanisms to achieve self-organization and fault tolerance. This paper proposes the development of a model and application in selforganizing and fault-tolerant WSNs for fire detection in conservation areas. To achieve self-organization and fault tolerance is encouraged local interactions between neighboring nodes that monitor the same region and the coordination of tasks, through a supervisor node, equipped with a framework for developing fault-tolerant applications based on components. Using a component redundancy technique with adaptive approach, the fire detection solution was implemented. Each component, ie, different implementations of the same specification, it is loaded and unloaded from runtime memory while the node assumes the role of coordinator. The results are stored and after execution of all components is achieved a consensus. For analysis and validation of the model and the application was simulated to 60 events in the sensor network in a real scenario, using the Sinalgo simulator. The results were classified as True (partial or absolute) or False (partial or absolute). In 45% of consensus identified a possible fault in the application and in only 35% there was absolute consensus. / Os incêndios causados pela ocupação humana é um dos fatores que mais contribui para o desmatamento das áreas de preservação ambiental, acarretando uma série de problemas aos sistemas ecológicos. A detecção precoce do fogo visa eliminar ou minimizar o dano que será causado por um incidente de fogo. Redes de Sensores sem Fio (RSSFs) tem se mostrado uma boa alternativa para aplicacões de monitoramento ambiental, visto que podem coletar e enviar informações em tempo real, como umidade, vento e temperatura de vários pontos da floresta. Devido a problemas como limitação de energia, falha na comunicacão e perda de n´os sensores, a topologia da rede muda constantemente, exigindo mecanismos que permitem alcançar a auto-organização e a tolerância a falhas. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um modelo e uma aplicação em RSSFs auto-organizável e tolerante a falhas para detecção de fogo em áreas de preservação. Para alcançar a auto-organização e a tolerância a falhas incentiva-se as interações locais entre n´os vizinhos que monitoram uma mesma região e a coordenacão de tarefas, por meio de um nó coordenador equipado com um framework para desenvolvimento de aplicações tolerante a falhas baseado em componentes. Utilizando uma técnica de redundância de componentes com abordagem adaptativa, a solucão de detecção de fogo foi implementada. Cada componente, ou seja, diferentes implementações de uma mesma especificação, ´e carregado e descarregado da memória em tempo de execucão enquanto o nó assume o papel de coordenador. Os resultados são armazenados e após execução de todos componentes é obtido um consenso. Para análise e validação do modelo e da aplicação simulou-se 60 eventos na rede de sensores em um cenário real, utilizando o simulador Sinalgo. Os resultados foram classificados como Verdadeiros (parcial ou total) ou Falsos (parcial ou total). Em 45% dos consensos identificou-se uma possível falha na aplicação e somente em 35% houve um consenso total.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-02-05T15:54:58Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4833402 bytes, checksum: 88ffcf3db8082fc50d986d744b72fd34 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T15:54:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4833402 bytes, checksum: 88ffcf3db8082fc50d986d744b72fd34 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / The use of Wireless Sensor Networks (WSN) has been widespread in many areas of research and application. The purpose of this work is a study on how to use sensors to monitor people on the move, having a WSN as a way in which the search will occur, but in order to predict the formation of groups in certain regions. For this work the network was designed and tested in the simulator Ptolemy II, using the ZigBee Communication protocol, where the sensors were positioned according to a Cartesian coordinate system. The WSN will detect people and identify common patterns of movement, such as speed, direction and type of movement, using parameters set in the simulator. People involved in the groups will be identified by RFID (Radio Frequency Identification) attached to his body. The movement of the crowd had its mathematical formalization based on parameters such as position of the group, number of people per group and duration of movement that define the characteristics necessary to simulate this scenario. From the formalization of the movement of the crowd, many data are collected at predetermined time intervals and interpreted by an algorithm, through the exchange of messages between sensors, estimates the crowd forming in the region defined as the target. In this work, were inserted charts and graphs that reflect the actual number of people moving towards the real target. These data are generated from the intense exchange of messages between sensors, obeying some parameters that favor established and the algorithm that estimates the crowd at the target formation at any given time. The accuracy of the prediction was measured by the amount of alarms issued that estimate and the formation of agglomerations of people in a given region. Thus, the identification of individuals by sensors is interpreted according to the possibility of formation of groups and their values disseminated by the network. The proposal is that this action will facilitate the process of decision making and thus help to characterize the formation of crowds. / O uso das Redes de Sensores sem Fio (RSSF) tem sido difundido em diversas áreas de pesquisa e aplicação. A proposta deste trabalho é um estudo sobre como utilizar sensores para monitorar pessoas em movimento, tendo uma RSSF como meio no qual a pesquisa deverá ocorrer, porém com o intuito de prever a formação de grupos em determinadas regiões. Para a realização deste trabalho a rede foi projetada e testada no simulador Ptolemy II, usando o protocolo ZigBee de comunicação, e os sensores foram posicionados de acordo com um sistema de coordenadas cartesianas. A RSSF deverá detectar as pessoas e identificar características comuns de movimento, como velocidade, direção e tipo de movimento, por meio de parâmetros configurados no simulador. As pessoas envolvidas nos grupos serão identificadas por etiquetas RFID (Radio Frequency Identification) presas ao seu corpo. O movimento de multidão teve sua formalização matemática baseada em parâmetros como posição do grupo, quantidade de pessoas por grupo e duração do movimento, que definem as características necessárias para a simulação desse cenário. A partir da formalização do movimento da multidão, vários dados foram coletados em intervalos de tempo previamente determinados e interpretados por um algoritmo que, por meio da troca de mensagens entre sensores, estima a formação de multidão na região definida como alvo. Neste trabalho, foram inseridos tabelas e gráficos que refletem o número real de pessoas que se deslocam em direção ao alvo real. Esses dados foram gerados a partir da intensa troca de mensagens entre os sensores, obedecendo alguns parâmetros estabelecidos e que favorecem o algoritmo que estima a formação de multidão no alvo, em determinado tempo. A acurácia da previsão foi medida pela quantidade de alarmes emitidos e que estimam a formação de aglomerações de pessoas em determinada região. Assim, a detecção de pessoas pelos sensores é interpretada de acordo com a possibilidade de formação de grupos, tendo seus valores disseminados pela rede. A proposta é que essa ação facilite o processo de tomada de decisão e, consequentemente, ajude na caracterização da formação de multidões

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-14T10:56:32Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4889368 bytes, checksum: 2154a6772c98f0f2fb36fa3148dc4a24 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-14T10:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4889368 bytes, checksum: 2154a6772c98f0f2fb36fa3148dc4a24 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / A Wireless Sensor Network (WSN) can be characterized by the use of sensor nodes in varied environments for many different applications, e.g., monitoring and control systems applications in industrial environments. The use of WSNs in industrial applications must deal with typical problems of wireless networks, such as high attenuation and obstructions. In these environments, different characteristics of the channels can be observed due to its multipath profile. Changes in the topology may also cause changes in the channel characteristics as the time goes on, and it may cause differences in the average value of the received power. An alternative to deal with it and with the variation of channel quality is the development of protocols that use multiple channels. Its use allows, e.g., to achieve better use of the channel, increasing the network transmission capacity. However, there is a difficulty in evaluating and comparing different approaches due to the lack of simulators which have more accurate models. To assess the real benefits of these protocols, one should take into account a more realistic propagation model. This work presents a realistic simulation model that captures the effects of fading on a large and small scale, log-normal shadowing, the non-stationary characteristics of the channel for a long time, and the different characteristics of the different IEEE 802.15.4 standard channels. The model was then built into the open-source discrete event simulator Castalia and tested, comparing it with the default stationary model of the simulator. After integration, the protocol Tree-based Multi-Channel Protocol (TMCP) was evaluated using the proposed model. In the experiments it was possible to identify good accuracy in both the model and the TMCP protocol. / Uma Rede de Sensores sem Fio (RSSF) pode ser caracterizada pela utilização de nós sensores em variados ambientes para as mais diversas aplicações, por exemplo, para monitoramento e controle em ambiente industrial. O uso de RSSFs para implementar aplicações industriais precisa lidar com problemas típicos das redes sem fio, como alta atenuação e obstruções. Nesses ambientes, diferenças nas características dos canais podem ser observadas dado o seu perfil de multipercurso. Mudanças na topologia também podem provocar mudanças nas características dos canais ao longo do tempo, podendo causar diferença no valor médio da potência recebida. Uma alternativa para lidar com isso e com a variação da qualidade dos canais é o desenvolvimento de protocolos que utilizam múltiplos canais. Seu uso permite, por exemplo, alcançar uma melhor utilização do canal, aumentando a capacidade de transmissão da rede. No entanto, existe uma dificuldade em avaliar e comparar as diferentes abordagens devido à carência de simuladores que apresentem modelos mais precisos. Para avaliar os reais benefícios desses protocolos deve-se levar em consideração um modelo de propagação mais próximo da realidade. Esse trabalho apresenta um modelo de simulação que captura os efeitos de desvanecimento em larga escala, atenuação em pequena escala, sombreamento log-normal, as características não-estacionárias do canal em longos períodos de tempo, e as características distintas dos diferentes canais do padrão IEEE 802.15.4. O modelo foi então integrado ao simulador de eventos discretos de código aberto Castalia e testado, comparando-o com o modelo estacionário padrão do próprio simulador. A partir da integração, o protocolo Tree-based Multi-Channel Protocol (TMCP) foi implementado e avaliado utilizando o modelo proposto. Com os experimentos foi possível identificar uma ótima precisão do modelo e do protocolo TMCP.

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-15T13:33:40Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1946583 bytes, checksum: 46b84a872476f284510477eeb33e3b91 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T13:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1946583 bytes, checksum: 46b84a872476f284510477eeb33e3b91 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Despite being a well-established technology, research inWireless Sensor Networks (WSNs) are facing challenges due to its intrinsic connection to the paradigms of Smart Cities and IoT (Internet of Things - IoT). Traditionally, WSNs are deployed to meet the needs of a single application and are composed of sensors with the same physical characteristics. However, when considering smart environments, where several objects can collect data, trigger actions and interact with each other in order to provide sophisticated services, it is easy to see the diversity of the applications that can perform requests in such environments. It is also possible that different types of equipment interact with each other, such as sensors with different physical characteristics, thus creating a Heterogeneous WSN (HWSN). For this reason, this work aims to contribute to the management of HWSNs in Smart Cities environments by proposing an approach for dynamic and on-demand selection of sensors. This selection is performed by taking into account the physical characteristics of the sensors and the applications’ demands. This approach has been integrated into the POlicy-based Sensor SElection in Heterogeneous Wireless Sensor Network framework (POSSE-HWSN), which was implemented in order validate the proposal. Tests have shown that by using POSSE-HWSN it was possible to select the sensors with the most suitable hardware features to meet every application needs, thus improving the selection efficacy. / Apesar de ser uma tecnologia já consolidada, pesquisas em Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) vêm passando por desafios devido à sua intrínseca relação com os paradigmas de Cidades Inteligentes e Internet das Coisas (Internet of Things - IoT). Tradicionalmente, as RSSFs são implantadas e utilizadas para atender a uma única aplicação e são compostas de nós sensores com as mesmas características físicas. Contudo, ao se considerar ambientes inteligentes, onde vários objetos podem coletar dados, desencadear ações e interagir entre si de forma a prover serviços sofisticados, é fácil perceber a heterogeneidade dos tipos de aplicações que podem realizar requisições em tais ambientes. Além disso, é real a possibilidade de interação entre diferentes tipos de equipamentos, como por exemplo, sensores com diferentes características físicas, criando assim uma RSSF Heterogênea (RSSFH). Por este motivo, este trabalho objetiva contribuir para a gerência de RSSFHs em ambientes de Cidades Inteligentes ao propor uma abordagem para seleção dinâmica e sob-demanda de sensores, levando em consideração as características físicas dos sensores e as demandas das aplicações requisitantes. Esta abordagem foi utilizada no framework POlicy-based Sensor SElection in Heterogeneous Wireless Sensor Network (POSSE-HWSN), o qual foi implementado para validar a proposta. Testes realizados demonstram que através da utilização de POSSE-HWSN foi possível escolher os sensores com os recursos de hardware mais adequados para atender a cada aplicação, melhorando assim a eficácia da seleção.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Campos do Prado.pdf: 1877613 bytes, checksum: b2137af1aaaf0b5f792c83d7fba259b9 (MD5) Previous issue date: 2008-06-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The proposal of this work is to implement a wireless sensor network in order to demonstrate the feasibility to remotely monitor the temperature for the control system of domestic air conditioners. The main objective is to develop an IEEE 802.15.4 wireless sensor network in order to send the temperature from different regions of a refrigerated room for the control system of the air conditioner aiming to improve the temperature control. So, first, a study of the gradient of temperature existing in a room refrigerated by a traditional air conditioner system is presented and, after that, some experimental results of the temperature control using the wireless sensor network are showed. These results appoint that the temperature control system is improved by using the network regarding to the average temperature of the places where the sensors are located. A LabVIEW based application for a hand computer has been developed to monitor and configure the network. For the wireless communication, a development kit from Freescale has been used. / A proposta deste trabalho é a implementação de uma rede de sensores sem fio visando ostrar a viabilidade de se fazer um sensoriamento remoto de temperatura para o sistema de controle de condicionadores de ar. O principal objetivo é desenvolver uma rede de sensores sem fio, utilizando o padrão IEEE 802.15.4, de forma a enviar a temperatura de pontos distintos do ambiente para o sistema de controle dos condicionadores de ar, no intuito de se obter um melhor controle da temperatura ambiente. Dessa forma, são apresentados os estudos realizados sobre o gradiente de temperatura existente em um sistema refrigerado por um condicionador de ar de uso doméstico tradicional e, em seguida, os resultados obtidos com a implementação do sistema com a rede de sensores. Os resultados mostram que o desempenho do controle de temperatura é efetivamente melhorado no que diz respeito à média da temperatura dos pontos onde estão localizados os sensores. Para o monitoramento e parametrização da rede é utilizada uma aplicação, desenvolvida através da linguagem de programação LabVIEW, instalada em um computador de mão. Já o desenvolvimento da rede de comunicação é baseado na tecnologia da Freescale, MC13213. .

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3106797 bytes, checksum: 5882905bec7a2111fa1be0a9ec00e437 (MD5) Previous issue date: 2012-01-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The presented work aims at monitoring in real time the important parameters in induction motors in a non-invasive manner. A method for estimation of torque, shaft speed and energy efficiency has been developed. An embedded system is employed for acquiring electrical signals from the motor and local processing. The calculated values are transmitted to a monitoring unit through an IEEE 802.15.4-based wireless sensor network. At the base unit, various motors can be monitored in real time. To choose the method to be used, a survey on the main methods was made. The method by air-gap torque was considered the most appropriate to the requirements for being accurate and non-invasive. An experimental study was conducted to observe the accuracy of the estimated methods used, and the relationship between the wireless sensor network performance and the spectral occupancy at the operating environment. Therefore, the embedded system was deployed on a workbench of dynamic sinusoidal torque in an industrial environment. The performance of the embedded system and the estimation results were extremely positive. The results show that even with the difficulties of wireless transmission in some scenarios, the system was fully capable of providing processed information for the monitoring. / O trabalho proposto visa monitorar em tempo real grandezas importantes em motores de indução trifásicos de forma pouco invasiva. Foi desenvolvido um método de estimação de torque, velocidade no eixo e eficiência energética. Um sistema embarcado foi construído para a aquisição de sinais elétricos do motor e processamento local. Os valores calculados são transmitidos para estação base através de uma rede de sensores sem fio baseada no padrão IEEE 802.15.4. Na estação base, vários motores podem ser monitorados em tempo real. A fim de desenvolver o método a ser utilizado para estimação das grandezas, foram pesquisados os principais métodos existentes. O método a partir do torque no entreferro foi considerado o mais adequado às necessidades devido à sua exatidão e baixa invasividade. Um estudo experimental foi realizado para observar a exatidão dos métodos de estimação utilizados, assim como a relação entre o desempenho da rede sem fio e a ocupação espectral no ambiente operacional. Para isso, o sistema embarcado foi instalado em uma bancada de torque dinâmico senoidal em ambiente industrial. O desempenho do sistema embarcado e os resultados das estimações foram extremamente positivos. Os resultados mostram que, mesmo com as dificuldades na transmissão sem fio em alguns cenários, o sistema foi totalmente capaz de fornecer informações processadas para o monitoramento.

Submitted by MARCOS ANTONIO ESTREMOTE null (estremot@gmail.com) on 2017-11-03T20:18:22Z No. of bitstreams: 1 Tese Estremote.pdf: 11274082 bytes, checksum: d68bb503cd676b58bcfab15d1c39ba5c (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-11-13T17:35:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 estremote_ma_dr_ilha.pdf: 11274082 bytes, checksum: d68bb503cd676b58bcfab15d1c39ba5c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T17:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 estremote_ma_dr_ilha.pdf: 11274082 bytes, checksum: d68bb503cd676b58bcfab15d1c39ba5c (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização de redes de comunicação sem fio deixou de ser uma ferramenta opcional para tornar-se uma necessidade no monitoramento de residências, automóveis, controles de processos automatizados e comunicação entre as pessoas. Tratando-se de redes de transdutores cabeadas, as redes CAN (Controller Area Network) são utilizadas em automóveis modernos, instrumentação médica, em veículos táticos, na automação de processos, no transporte metropolitano e em sistemas de controle de fábricas. A maioria das estruturas críticas de sistemas de controle fazem uso do CAN em algum ponto na rede, para conectar sensores que se encontram distantes e controlar atuadores de um sistema, ou para conectar vários controladores que utilizam uma interface em comum. O padrão sem fio, IEEE 802.15.4, comercialmente conhecido como “ZigBee”, foi projetado para operar em baixas taxas de dados, com segurança e facilidade de configurações de rede. Esta tese tem como objetivo desenvolver um sistema heterogêneo utilizando microcontroladores ATMEGA em que, o modelo do protocolo CAN e o padrão IEEE 802.15.4 estejam acoplados. Este módulo será capaz de gerenciar e monitorar sensores e atuadores utilizando CAN e, através do padrão sem fio 802.15.4, comunicar-se com os outros módulos da rede. O interfaceamento entre os pacotes da rede de controle de área (CAN) com a rede ZigBee é realizado através da implementação de tabelas de dispersão (Hash Tables) para o gerenciamento e otimização da memória utilizada. As análises realizadas de tempo de inserção, remoção e comunicação de dados, com o auxílio da técnica computacional de tabelas de dispersão para o armazenamento das informações, mostram que este procedimento favorece a comunicação entre os protocolos de redes industriais com os protocolos de redes sem fios. A economia de memória do microcontrolador com a utilização das tabelas de dispersão proposta nesta tese chegou a ser em média 750% superior do que as que não se utilizam das tabelas de dispersão. / The use of wireless communication networks is not an optional tool and become a requirement in automated systems, such as monitoring home, automobiles, automated process control and communication between people. In another aspect, wired networks, such as CAN networks, are used in modern automobiles, medical instrumentation, tactical vehicles, process automation, metropolitan transport and manufactory control systems. Many critical structures in control system use CAN network at some point, to connect sensors that are far away and to control system actuators, or to connect several controllers that use a common interface. The wireless IEEE standard 802.15.4, commercially known as “ZigBee”, is designed to operate at low data transfer rates, with security and facility of network configurations. This thesis aims to develop a heterogeneous system using ATMEGA microcontrollers in which the CAN protocol model and the IEEE standard 802.15.4 are coupled. This module is capable of managing and monitoring sensors and actuators using CAN and, through the IEEE standard 802.15.4, communicating with the other modules in network. The interface between the CAN network packets with the ZigBee network is performed through the implementation of Hash Tables to manage and optimize the memory used. The analysis of time of insertion, delete and data communication, with the aid of the computational technique of hash tables for the storage of information, show that this procedure favors the communication between the protocols of industrial networks with protocols of wireless networks . The memory economy of the microcontroller with the the hash tables proposed in this thesis was on average 750% higher than those without the hash tables.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-31T22:51:30Z No. of bitstreams: 1 HeitorMedeirosFlorencio_DISSERT.pdf: 2810263 bytes, checksum: 7827088e4939b0873f4cea23918b8830 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-04-04T20:28:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 HeitorMedeirosFlorencio_DISSERT.pdf: 2810263 bytes, checksum: 7827088e4939b0873f4cea23918b8830 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-04T20:28:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HeitorMedeirosFlorencio_DISSERT.pdf: 2810263 bytes, checksum: 7827088e4939b0873f4cea23918b8830 (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / As redes de sensores sem fio (RSSF) est?o gradativamente ganhando espa?o no ambiente industrial devido ? possibilidade de conectar pontos de informa??o que eram inacess?veis com as redes cabeadas. Contudo, existem v?rios desafios na implanta??o e aceita??o dessa tecnologia no meio industrial, sendo um deles a garantia de disponibilidade da informa??o, a qual pode ser influenciada por v?rios par?metros, como a estabilidade do caminho de dados e o consumo de energia do instrumento de campo. Nesse sentido, neste trabalho foi desenvolvido uma ferramenta para avaliar e inferir par?metros de redes industriais sem fio baseadas nos protocolos WirelessHART e ISA 100.11a. A ferramenta disponibiliza funcionalidades de avalia??o quantitativa, avalia??o qualitativa e avalia??o por infer?ncia durante um determinado tempo de execu??o da rede. As avalia??es quantitativa e qualitativa s?o baseadas nas pr?prias defini??es dos par?metros, como o par?metro de estabilidade, ou em ferramentas da estat?stica descritiva, como m?dia, desvio padr?o e diagramas de caixa. J? na avalia??o por infer?ncia ? utilizada a t?cnica inteligente de redes neurais artificiais para estimar alguns par?metros da rede, como vida ?til da bateria. Por fim, s?o apresentados os resultados do uso da ferramenta em diferentes cen?rios de redes, topologias em estrela e em malha, com o intuito de atestar a import?ncia do uso da ferramenta na avalia??o do comportamento dessas redes, como tamb?m, apoiar poss?veis adequa??es ou manuten??es do sistema. / Wireless sensor networks (WSN) have gained ground in the industrial environment, due to the possibility of connecting points of information that were inaccessible to wired networks. However, there are several challenges in the implementation and acceptance of this technology in the industrial environment, one of them the guaranteed availability of information, which can be influenced by various parameters, such as path stability and power consumption of the field device. As such, in this work was developed a tool to evaluate and infer parameters of wireless industrial networks based on the WirelessHART and ISA 100.11a protocols. The tool allows quantitative evaluation, qualitative evaluation and evaluation by inference during a given time of the operating network. The quantitative and qualitative evaluation are based on own definitions of parameters, such as the parameter of stability, or based on descriptive statistics, such as mean, standard deviation and box plots. In the evaluation by inference uses the intelligent technique artificial neural networks to infer some network parameters such as battery life. Finally, it displays the results of use the tool in different scenarios networks, as topologies star and mesh, in order to attest to the importance of tool in evaluation of the behavior of these networks, but also support possible changes or maintenance of the system.