nÃo hà / Monitoring systems are important for debugging and analyzing Wireless Sensor Networks (WSN). In passive monitoring, a monitoring network needs to be deployed in addition to the network to be monitored, called target network. The monitoring network captures and analyzes packets sent by the target network. An energy-efficient passive monitoring system is necessary when there is a need to monitor a WSN in a real scenario because the lifetime of the monitoring network is extended and, consequently, the target network benefits from the monitoring for a longer time. In this thesis, initially, the main passive monitoring systems proposed for WSN have been identified, analyzed and compared. During the literature review, no passive monitoring system for WSN that aims to reduce the energy consumption of the monitoring network has been identified. Therefore, this thesis proposes an Energy-efficient Passive MOnitoring System for WSN (EPMOSt) that extends the lifetime of the monitoring network. EPMOSt uses two mechanisms to reduce the energy consumption of the monitoring network: sniffer election and aggregation of headers. By using the sniffer election, in general only one sniffer (a node of the monitoring network) captures packets sent by a given node of the target network, thereby reducing the transmission of packets captured by the monitoring network and, thus, considerably reducing the energy consumption of this network. By using aggregation of headers, only the information present in the headers of captured packets is sent through the monitoring network. Thus, the headers of several packets may be sent in the same monitoring message, hence reducing the overhead of transmission and consequently reducing the energy consumption of the monitoring network. Experiments performed with real sensors and with a WSN simulator in various scenarios are conducted to evaluate the proposed monitoring system. The obtained results show the energy efficiency of the EPMOSt and the viability of using it to monitor WSN in real scenarios. / Sistemas de monitoramento permitem depurar e analisar o funcionamento de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). No monitoramento passivo, uma rede de monitoramento adicional à implantada com o intuito de capturar e analisar os pacotes transmitidos pela rede a ser monitorada, denominada rede alvo. Quando se deseja monitorar uma RSSF em um ambiente real, um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente à necessÃrio, pois, caso contrÃrio, a rede de monitoramento pode ter um tempo de vida bem menor do que a rede alvo. Nesta tese, inicialmente, os principais sistemas de monitoramento passivo propostos para RSSF foram identificados, analisados e comparados. Durante as pesquisas realizadas na literatura, nÃo foi identificado nenhum sistema de monitoramento passivo que se preocupasse em reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento. Sendo assim, esta tese propÃe um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para RSSF, denominado EPMOSt (Energy-efficient Passive MOnitoring System), que prolonga o tempo de vida da rede de monitoramento. O EPMOSt utiliza dois mecanismos para reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento: eleiÃÃo de sniffers (nÃs da rede de monitoramento) e agregaÃÃo de cabeÃalhos. A eleiÃÃo de sniffers garante que durante a maior parte do tempo apenas um sniffer captura os pacotes transmitidos por um determinado nà da rede alvo, reduzindo assim a transmissÃo de pacotes capturados redundantes atravÃs da rede de monitoramento e, consequentemente, reduzindo consideravelmente o consumo de energia desta rede. Com a agregaÃÃo de cabeÃalhos, apenas as informaÃÃes presentes nos cabeÃalhos dos pacotes capturados sÃo enviadas atravÃs da rede de monitoramento. Assim, os cabeÃalhos de vÃrios pacotes podem ser enviados na mesma mensagem de monitoramento, reduzindo assim o overhead de transmissÃo e, consequentemente, reduzindo tambÃm o consumo de energia da rede de monitoramento. Experimentos com sensores reais e com um simulador de RSSF sÃo realizados em vÃrios cenÃrios para avaliar o sistema de monitoramento proposto. Os resultados obtidos mostram a eficiÃncia energÃtica do EPMOSt e a viabilidade de utilizÃ-lo para monitorar RSSF em ambientes reais.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Alyson.pdf: 2045006 bytes, checksum: 552fa4e2c7d4a7aa118296a3b4324aa2 (MD5) Previous issue date: 2011-09-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Wireless Sensor Networks (WSNs) revolutionize the monitoring of environment, enabling the creation of applications and scenarios in various areas of knowledge. As a consequence, we have a very fast growth of the development of new applications and rata increase of system complexity and cost of proposed development. The difficulty in developing new applications is not only due to restrictive features (memory, processor, power), but also by the instructions of low-level programming these networks. This situation is conductive to the creation of new methodologies and tools that support the development of system for that plataform. This work proposes the development of a tool called automatic code generation for wireless sensor network (WSN-GAC), which has as its main objective to enable any product high in developing applications for WSNs using models specified in Model driven architecture (MDA). WSN-GAC receives as input a model of a component-based application created by the designer and then performs automatic code generation of nesC (network embedded system C). Three case studied demonstrate the potential of WSN-GAC to help developers of applications for these networks. / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) revolucionam a monitoração de ambientes, possibilitando a criação de aplicações e cenários nas mais diversas áreas do conhecimento. Como consequência, temos o crescimento muito rápido do desenvolvimento de novas aplicações e proporcionalmente aumento de complexidade dos sistemas propostos e do custo de desenvolvimento. A dificuldade no desenvolvimento de novas aplicações não se deve somente às características restritivas (memória, processamento, energia), mas também pelas instruções de programação de baixo nível destas redes. Este panorama é favorável a criação de novas metodologias e ferramentas que dêem suporte ao desenvolvimento de sistemas para tal plataforma. Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma ferramenta intitulada Geração Automática de Código para Redes de Sensores Sem Fio (GAC-RSSFs), que tem como objetivo principal possibilitar a alta produtividade no desenvolvimento de aplicações para as RSSFs utilizando modelos especificados na Arquitetura Orientada a Modelos (Model Driven Architecture - MDA). GAC-RSSFs recebe como entrada um modelo baseado em componentes de uma aplicação criada pelo projetista e então realiza a geração automática de código em linguagem nesC (network embedded systems C). Três estudos de caso demonstram o potencial de GAC-RSSFs para ajudar os desenvolvedores de aplicações para essas redes.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-12-09T20:33:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Moysés Mendes de Lima.pdf: 1622069 bytes, checksum: 337a5becc26e67c107efbaeff8a9c441 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-19T20:45:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Moysés Mendes de Lima.pdf: 1622069 bytes, checksum: 337a5becc26e67c107efbaeff8a9c441 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-19T20:47:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Moysés Mendes de Lima.pdf: 1622069 bytes, checksum: 337a5becc26e67c107efbaeff8a9c441 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-19T20:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Moysés Mendes de Lima.pdf: 1622069 bytes, checksum: 337a5becc26e67c107efbaeff8a9c441 (MD5) Previous issue date: 2015-04-19 / Não informada / AWireless Sensor Network (WSN) consists of a set of sensors arranged in a sensor field in contact or near an event or phenomenon to be monitored. Such networks have amajor impact on applications involving the monitoring of environmental conditions such as temperature, light, motion and presence of certain types of objects. Accordingly in most other applications, the sensor nodes have limited power and bandwidth. Thus, techniques for reducing power consumption and communication are required in many settings. One of the main objectives in the design of a WSN is to provide data communication between the sensor nodes and the node textit sink.The challenge is to extend the network lifetime while maintaining a quality communication and data delivery. One of the key points observed in several studies is that routing protocols for WSNs will differ depending on the application and network architecture. Recently, algorithms that exploit information geographic, called Geographic Routing Algorithms, been considered as one of the most viable solution for routing in Wireless Sensor Networks (WSNs) due to their high scalability, dynamism, and high data delivery rate. These algorithms refer to nodes by position rather than address and use these coordinates to discover routes to the sink node.The main drawback of these algorithms is the need for position information of the nodes, which can be expensive in several ways. In this paper, we go further and propose two new routing algorithms that does not require position information while also adds data aggregation functionality to the network. Our proposal takes advantage of the grater communication range of the sink node as well as the Received Signal Strength Indicator (RSSI) of the sensor nodes to configure routing paths and aggregation times back to the sink node. Our results indicate clearly that the proposed algorithm reduces the amount of redundant data and the number of transmissions in the network while maintaining all advantages of these kind of algorithms. / Uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) consiste em um conjunto de sensores, dispostos em um campo de sensoreamento em contato ou próximos a um evento ou fenômeno a ser sensoreado. Estas redes têm um grande impacto em aplicações de monitoramento ambiental tais como medição de temperatura, luminosidade, movimento e presença de certos tipos de objetos. Na maioria das aplicações para RSSF, os nós sensores possuem limitações de energia e largura de banda. Desta forma, técnicas de redução do consumo de energia e comunicação são necessárias, afim de otimizar o tempo de vida de uma RSSF. Um dos objetivos principais no projeto de uma RSSF é prover a comunicação de dados entre os nós sensores e o nó sink. O desafio é prolongar a vida útil da redemantendo uma qualidade na comunicação e na entrega dos dados. Um dos pontos chaves observados em diversos estudos é que os protocolos de roteamento em RSSFs irão diferir de acordo com a aplicação e a arquitetura da rede. Recentemente, algoritmos que exploram informações geográficas, chamados Algoritmos de Roteamento Geográfico, têm sido propostos para o transporte de dados nas RSSFs por serem escaláveis, dinâmicos e possuírem uma alta taxa de entrega de dados. Estes algoritmos se baseiam na posição física dos nós da rede ao invés de seus endereços para criar rotas em direção ao nó sink. A principal desvantagem destes algoritmos é a necessidade de localização, que pode ser custoso em diversos aspectos. Neste trabalho, propomos dois novos algoritmos de roteamento geográfico que não necessitam das informações de posição dos nós enquanto ainda proveem a funcionalidade de agregação de dados na rede. Nossa proposta tira vantagem da possibilidade de maior alcance de comunicação do nó sink, bem como do indicador de potência do sinal recebido (RSSI) dos nós sensores para configurar rotas e tempos de agregação de dados em direção ao nó sink. Os resultados obtidos mostram que os algoritmos propostos reduzem a quantidade de dados redundantes e o número de transmissões na rede, enquanto mantém todas as vantagens deste tipo de algoritmo.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T11:38:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-30T14:39:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-30T14:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Élio Ribeiro de Brito Filho - 2014.pdf: 1153597 bytes, checksum: c12cf69c65f8b3c6311da71be96e4c0e (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents an alternative to scale testbeds for wireless sensor networks. The approach in this research was based on the recurrence of Hardware-In-the-Loop simulation technique to co-relate real sensor nodes with virtual sensor nodes. A literature review of explanatory feature enabled the fundamentals of this research and allowed the definition of predicates for targeting a functional solution. The design of the approach used was materialized through the implementation of a scalable and high-fidelity hybrid simulator. A series of tests/benchmarks took effect in order to legitimate the current study, that allowed us to evaluate the integrity, operating cost and limitations present in the infrastructure. The applied assessment confirmed the compliance of the outlined goals and the identification of some limitations related to the hardware. / Este trabalho apresenta uma alternativa para escalar testbeds de redes de sensores sem fio. A abordagem utilizada baseou-se na recorrência da técnica de simulação Hardware-In-the-Loop para co-relacionar nós sensores reais com nós sensores virtuais. Os fundamentos constitutivos da pesquisa foram viabilizados a partir de uma revisão literária de caráter exploratório, que possibilitou a definição de predicados para o direcionamento de uma solução funcional. O delineamento da abordagem utilizada foi materializado através da implementação de um simulador híbrido escalável e de alta-fidelidade. Para dar consistência ao empreendimento desenvolvido, foi aplicada uma série de testes/ benchmarks, que possibilitou avaliar a integridade, o custo operacional e as limitações presentes na infraestrutura. As avaliações aplicadas confirmaram o cumprimento dos objetivos traçados e a identificação de algumas limitações relacionadas ao hardware.

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

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

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

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

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

A aplicação de defensivos químicos em áreas agrícolas é de primordial importância para o rendimento de lavouras. O uso de aeronaves é cada vez mais comum em tal tarefa, principalmente pelo fato de aumentar a agilidade na operação. Entretanto, características climáticas, como intensidade e orientação do vento, podem causar prejuízo aos produtores (e.g. aplicação sobreposta dos defensivos e multas por aplicação de defensivos na borda exterior da lavoura). Essa lacuna motivou este trabalho de mestrado, que tem por objetivo avaliar um sistema integrado de veículos aéreos não tripulados (VANTs) e redes de sensores sem fio (RSSFs) para aumentar a eficiência da aplicação de defensivos químicos em campos agrícolas. Um VANT é utilizado para percorrer o campo enquanto aplica defensivos químicos. Uma RSSF com nós capazes de sensoriar a concentração de defensivos químicos é instalada no solo do campo. Os nós da RSSF e o VANT são equipados com módulos de rádio, possibilitando a troca de informação entre eles. Desse modo, o VANT consegue obter a distribuição de defensivos químicos aplicados no campo, podendo então tomar decisões para aumentar a eficiência da aplicação. Para análise desse sistema, dois experimentos foram realizados utilizando o simulador OMNeT++ e o framework MiXiM. Em um primeiro experimento é comparada a eficiência do sistema proposto com o sistema tradicional de pulverização agrícola, mostrando que é possível aumentar, em média, 16% a quantidade de defensivos químicos aplicados dentro do campo agrícola. E, em alguns casos, é possível obter um aumento de até 118,25%. No segundo experimento são analisados cinco diferentes protocolos de comunicação, mostrando que é possível otimizar o uso da bateria nos nós sensores sem fio em até 10 vezes, sem diminuir a eficiência do sistema / The use of chemical defensives in crop fields is important for the agricultural production. Often airplanes are used for spraying these products, because it adds agility in such task. But climatic characteristics, such as wind speed, may cause loss to farmers (e.g. superimposed application and fines for environment contamination). This text details an integrated system of unmanned aerial vehicle (UAV) and wireless sensor network (WSN) with the purpose of letting the aerial spraying process more precise. An UAV is used to spray chemicals in the crop field. A WSN composed of sensor nodes capable of sensoring quantities of chemical defensives is installed in the crop. Both UAV and sensor nodes are equipped with radio modules, this way they can communicate each other. Thus, the UAV may obtain the information of where the chemicals are being applied, then the UAV may take some action to performs a better spraying. This system were developed in the simulator OMNET++ using the framework MiXiM and two experiments were executed. In the first experiment the objective is to compare the efficiency of this system with the tradicional system, without the WSN. Results shown that the proposed system can improve the spraying process in 16% on average, and 118.25% on some cases. In the second experiment, five different WSN protocols were evaluated in means of battery usage of the sensor nodes. Results shown that its possible to reduce the battery usage in 10 times without intervene in the system efficiency