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Desenvolvimento de uma linha experimental de escala reduzida para produção de biscoitos utilizando uma rede de multi sensores com protocolo \"ZIG-BEE\" / Development of a line of experimental scale production of biscuits using a network of sensors with multi protocol \"zig-BEE\"Pereira, Luiz Arthur Malta 02 October 2012 (has links)
Aproximadamente 15% do faturamento das indústrias brasileiras são provenientes da indústria alimentícia, responsáveis por empregar mais de um milhão de pessoas. Para produção em larga escala é necessário que estas indústrias estejam preparadas tecnologicamente, no entanto grande parte da instrumentação eletrônica e controle ainda requer tecnologia estrangeira. Para acompanhar o crescimento e as tendências mundiais nesta área, faz-se necessário fomento para as pesquisas e inovações tecnológicas. Essas inovações podem trazer a este setor maior faturamento, principalmente nos setores de alimentos saudáveis e de preparo rápido. Ao contrário disso, muitas dessas empresas sequer possuem departamentos de pesquisa e desenvolvimento, principalmente no que se refere ao uso da tecnologia da informação agregada à instrumentação eletrônica, com foco na produção de alimentos. Que é justamente onde se insere este projeto que tem como objetivo o desenvolvimento de uma mini linha experimental de produção de biscoitos com monitoramento eletrônico e computacional, que possa estimar o ponto ideal da massa e controlar a produção de biscoitos automaticamente. Para provar a viabilidade da aplicação das tecnologias desenvolvidas na indústria alimentícia, uma linha de produção de biscoitos foi projetada e construída em escala laboratorial, sensores e atuadores que utilizam tecnologia sem fio com protocolo zigbee foram instalados ao longo da linha. Para que se pudesse analisar a temperatura interna do biscoito durante seu assamento, um encapsulamento a base de cimento refratário foi desenvolvido para proteger o nó sensor, permitindo que esse possa acompanhar o biscoito dentro do forno e coletar a temperatura interna do biscoito. Desenvolveu-se também um sensor capaz de captar, em tempo real, dados referente à massa, através da leitura da corrente utilizada pelo motor do misturador, pois esta corrente está relacionada com o torque aplicado à massa. A metodologia proposta comprovou a viabilidade da utilização de sensores sem fio com protocolo zigbee, e mostrou ser possível estimar o ponto ideal da massa através do sistema desenvolvido, iniciar o processo de fabricação automaticamente e controlar todos os processos envolvidos / Approximately 15% of the revenues of Brazilian industries from the food industry is responsible for employing over a million people. For large scale production is necessary for these industries are technologically prepared, however much of the electronic instrumentation and control equipment still requires foreign technology. To keep up with growth and global trends in this area, it is necessary to promote research and technological innovation. These innovations can improve sales to this sector, mainly in health food and fast preparation. By contrast, many of these companies even have departments of research and development, especially regarding the use of information technology to aggregate electronic instrumentation, focusing on food production. That is precisely where it belongs this project aims to develop an experimental production line mini biscuits with electronic monitoring and computing, which can estimate the ideal point of the mass and control the production of biscuits automatically. To prove the feasibility of applying the technologies developed in the food industry, a biscuit production line was designed and built at the laboratory scale, using sensors and actuators with wireless zigbee protocol were installed along the line. In order to examine the internal temperature of the cookie during its baking, a tunnel-based refractory cement is designed to protect the sensor node, allowing it to follow the cookie into the oven and the temperature inside the collecting biscuit. It was also developed a sensor capable of capturing real time data regarding the mass, by reading the current used by the motor of the mixer, since this current is related to the torque applied to the mass. The proposed methodology proved the feasibility of using wireless sensor zigbee-protocol, and shown to be possible to estimate the ideal point of the mass through the system developed, start the manufacturing process and automatically control all processes involved
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Modelo para a classificação da qualidade da água contaminada por solo usando indução por árvore de decisão. / Classification model for soil-contaminated water quality using decision tree induction.Dota, Mara Andréa 12 September 2014 (has links)
A possibilidade de avaliar remotamente e de forma instantânea alterações na qualidade das águas em função da entrada de solos permite o monitoramento de processos ecológicos como o assoreamento, perdas e solos, carreamento de pesticidas e degradação de habitats aquáticos. Com a utilização de um modelo automatizado, torna-se possível um monitoramento em tempo real remoto coletando dados por meio de Redes de Sensores Sem Fio. Esta pesquisa propõe um modelo de classificação da qualidade da água contaminada por solo usando técnicas de Árvore de Decisão. Com este modelo torna-se possível acompanhar alterações que venham a ocorrer em águas superficiais indicando o nível de contaminação por solo com maior rapidez do que a forma convencional que necessita de análise em laboratório e coleta de amostra manual. A classificação proposta considera sete classes de qualidade da água, conforme dados de um experimento conduzido em laboratório. Foram utilizadas técnicas de Inteligência Artificial com o intuito de realizar a Fusão de Sensores para avaliar, em tempo real, as leituras dos sensores, indicando a qual classe de qualidade a amostra se enquadra. Na verificação de quantas classes seria o ideal, utilizou-se o algoritmo k-means++. Para a construção do modelo de classificação foram usadas técnicas de Indução por Árvore de Decisão, tais como: Best-First Decision Tree Classifier BFTree, Functional Trees FT, Naïve Bayes Decision Tree NBTree, Grafted C4.5 Decision Tree J48graft, C4.5 Decision Tree J48, LADTree. Os testes realizados indicam que a classificação proposta é coerente, visto que os diferentes algoritmos comprovaram uma relação estatística forte entre as instâncias das classes, garantindo que o modelo proposto irá predizer saídas para entradas de dados desconhecidas com acurácia. Os algoritmos com melhores resultados foram FT, J48graft e J48. / The possibility to remotely and instantaneously evaluate changes in water quality due to soil contamination allows monitoring ecological processes such as siltation, soil losses, loading of pesticides and degradation of aquatic habitats. Using an automated model to classify soil-contaminated water quality allows for a remote realtime monitoring by collecting data using Wireless Sensor Networks. This study proposes a model to classify soil-contaminated water quality by using Decision Tree techniques. With this model, it is possible to track changes that may occur in surface waters indicating the level of contamination by soil faster than the conventional way, which requires laboratory analysis and manual sampling. The classification proposed considers seven classes of water quality, according to data from an experiment carried out in laboratory. Artificial Intelligence techniques were used in order to implement Sensor Fusion to evaluate, in real time, sensor readings to which class the sample quality fits. By checking how many classes would be ideal, the k-means + + algorithm was used. To build the classification model, Decision Tree Induction techniques were used, such as: Best-First Decision Tree Classifier BFTree, Functional Trees FT, Naïve Bayes Decision Tree NBTree, Grafted C4.5 Decision Tree J48graft, C4.5 Decision Tree J48, LADTree. Tests indicated that the proposed classification is consistent because different algorithms results confirmed a strong statistical relationship between instances of classes, ensuring that this model will predict outputs to unknown inputs accurately. The algorithms with best results were FT, J48graft and J48.
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Estudo sobre o emprego de dispositivos sem fios - wireless na automação do ar condicionado e de outros sistemas prediais. / A study of wireless devices technology application for the automation of the air conditioning and other building systems.Montebeller, Sidney José 10 July 2006 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo de tecnologias de comunicação sem fio e suas aplicações na automação predial. A principal motivação para a elaboração deste trabalho é o uso crescente dessas tecnologias em diversas áreas, principalmente em sistemas de automação industrial, comercial, residencial e predial. O uso de equipamentos como telefones celulares e notebooks, que possuem canais de comunicação sem fio (Bluetooth, 802.11b/g WiFi, etc.), também contribuiu para o aumento do interesse na pesquisa de soluções usando redes sem fio. Inicialmente são apresentadas e estudadas, de forma comparativa, as tecnologias existentes de comunicação sem fio. Em seguida, são apresentados os principais sistemas que podem ser automatizados dentro de um edifício inteligente e também exemplos de aplicações de uso das tecnologias sem fio. A demonstração do uso de dispositivos sem fio foi feita a partir de um protótipo. Esse protótipo foi elaborado com o objetivo de substituir sensores de temperatura de um sistema de ar condicionado. O consumo das baterias e a relação custo-benefício do sistema foram os principais itens avaliados. Este estudo pretende demonstrar que dispositivos sem fio podem ser mais uma opção na automação de edifícios e residências, podendo servir como solução, em vários casos, para problemas de infra-estrutura e de integração dos sistemas de automação. / This work presents a study of the wireless communication technologies and their applications to intelligent building automation systems. The main motivation for this work is the increasing use of wireless technologies in several areas, specifically industrial, commercial, residential and building automation. The use of equipments as cellular telephones and notebooks, provided by wireless communication channels (Bluetooth, 802.11b/g WiFi, etc.), has been contributing to the interest in the research of solutions related to this technology. Initially, the existent commercial technologies of some wireless communication systems are presented and studied, in a comparative way. The main systems that exist inside an automated intelligent building and examples of applications of the wireless technologies are presented. The use of wireless devices was depicted by means from a prototype, which was built up with the scope of substituting the sensor of temperature of an air conditioning system. The consumption of the batteries and the cost-benefit relationship of the system were the main items evaluated with the prototype. This study intends to demonstrate that wireless devices can be an interesting option for the automation of buildings and residences. In several cases, the use of these devices can be a solution for some of the infrastructure problems and for the integration of the automation systems.
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Desenvolvimento e teste de RSSF para monitoramento de ambientes em edifica??es / Development and test of WSN for monitoring environments in buildingsPaula, ?rika Capelli de 30 June 2017 (has links)
Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-08-07T13:35:29Z
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Previous issue date: 2017-06-30 / Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas ? PUC Campinas / The necessity to monitor the greatness related to the comfort of internal environments of buildings, aiming to provide well-being to its occupants, made one think of a solution using Wireless Sensor Network (WSN). This research project proposes the construction of a WSN, with the elements Base, Sensor Node and Repeater, and methods, of verification and distribution of these elements, that aim at the monitoring of greatness related to the comfort of indoor environments, in an urban context. For proof of concept of what was proposed and verification of the behavior of the network, measurements of Temperature, Relative Humidity (RH) and Signal Strength Indication (RSSI) were collected, the latter being the focus of analysis at work, the Which allowed the adaptation of the WSN to allow the distance between the Base and the environment monitored by the Sensor Nodes. The tests were divided into two parts, the first one to validate the components, sectoral antenna Antenna and SHT75 sensor, and the second one to collect measurements, in the internal environment of a library. Through the tests, it was verified, through the observation of the signal intensity behavior, the operation of the WSN and the fulfillment of the proposal. / A necessidade do monitoramento de grandezas relacionadas ao conforto de ambientes internos de edifica??es, visando proporcionar bem-estar a seus ocupantes, fez com que se pensasse em uma solu??o utilizando Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). Este projeto de pesquisa prop?e a constru??o de uma RSSF, com os elementos Base, N? sensor e Repetidor, e metodologia, de verifica??o e distribui??o desses elementos, que visam o monitoramento de grandezas relacionadas ao conforto de ambientes indoor, em um contexto urbano. Para prova de conceito do que foi proposto e verifica??o do comportamento da rede, foram coletadas medidas de temperatura, Umidade Relativa (UR) e intensidade do sinal (RSSI - Received Signal Strength Indication), sendo a ?ltima o foco de an?lise no trabalho, o que permitiu a adequa??o da RSSF para possibilitar o distanciamento entre a Base e o ambiente monitorado pelos N?s sensores. Os ensaios foram divididos em duas partes, a primeira para valida??o dos componentes, antena Path setorial e sensor SHT75, e a segunda para coleta de medidas, no ambiente interno de uma biblioteca. Atrav?s dos ensaios realizados, foi comprovado, atrav?s da observa??o do comportamento da intensidade do sinal, o funcionamento da RSSF e o atendimento da proposta.
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Ger?ncia de redes de sensores sem fio: uma abordagem com SNMP / Wireless Sensor Network Management an SNMP approachCyriaco, Frederico Silveira 06 February 2012 (has links)
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Frederico Silveira Cyriaco.pdf: 3302714 bytes, checksum: 964c5126f1a1cc104fbe1bb7b7a546d9 (MD5)
Previous issue date: 2012-02-06 / This dissertation aims to propose an approach for remote management of wireless sensor networks. For that was inserted in the context of sensor networks the Proxy type element, responsible for interconnect two different networks, while maintaining the ability to communicate between these two networks, as well as the adaptation of communication protocols. In this case, the Proxy networks which interconnects the networks of wireless sensors and IP. The management protocol used on the side of the IP network is SNMP, Single Network Management Protocol, as a network management protocol stable, open source and widely disseminated and used in network environments. In order to combine the functionality via SNMP management with a network of wireless sensors was performed engineering MIB, Management Information Base, creating a correspondence between the characteristics of wireless sensor network configuration and functionality, performance and failure, present in a classical network management. With this MIB was possible to build a prototype as a proof of concept to demonstrate these features. / A presente disserta??o tem como objetivo propor uma abordagem para a ger?ncia remota de redes de sensores sem fio. Para isso, foi inserido no contexto de redes sensores o elemento do tipo Proxy, respons?vel por interconectar duas redes distintas, mantendo a capacidade de comunica??o entre estas duas redes, assim como a adapta??o de protocolos de comunica??o. Neste caso, as redes as quais o Proxy se conecta s?o as redes de sensores sem fio e IP. O protocolo de ger?ncia utilizado do lado da rede IP foi o SNMP, Single Network Management Protocol, por ser um protocolo de ger?ncia de redes est?vel, de c?digo aberto e amplamente utilizado e disseminado em ambientes de rede. Com o objetivo de se combinar as funcionalidades de ger?ncia via SNMP com uma rede de sensores sem fio, foi realizada a engenharia da MIB, Management Information Base, criando-se uma correspond?ncia entre caracter?sticas da rede de sensores sem fio e as funcionalidades de configura??o, desempenho e falha, presentes em uma rede de ger?ncia cl?ssica. Com esta MIB foi poss?vel elaborar um prot?tipo, a t?tulo de prova de conceito, para a demonstra??o destas funcionalidades.
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Identifica??o de modelo matem?tico para representar a transmiss?o de rede de sensores sem fio em ambientes constru?dos / Study of mathematical model to represent transmission network of wireless sensors in built environmentsProcopio, Edson Taira 14 December 2012 (has links)
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Edson Taira Procopio.pdf: 7667432 bytes, checksum: 340fc984da59ee0bd318ee7ba77b68c3 (MD5)
Previous issue date: 2012-12-14 / The signal propagation between nodes of a network of wireless sensors in a built environment, indoor or may suffer interference from the environment in which they are installed. This phenomenon may occur because of the characteristics of objects in the signal propagrado contacts. Environments with different configurations contains objects with features that can compromise the signal in different ways. In this context, this work presents a study to define mathematical models that are capable of representing the behavior of a wireless sensor network operating within a built environment. This study was conducted in environments with specific characteristics, the results of which are limited to environments characterized compatible with this environments, but the method applied for this purpose to study can be used to study environments with different characteristics. The ability to obtain models that characterize the behavior of the network can provide benefits in the design phase, anticipating the conditions of signal propagation between the points and thereby giving conditions to optimize the resources applied. / A propaga??o do sinal entre os n?s de uma rede de sensores sem fio em um ambiente constru?do, ou indoor, pode sofrer interfer?ncias do meio em que est?o instalados. Esse fen?meno pode ocorrer por conta das caracter?sticas dos objetos em que o sinal propagrado entra em contato. Ambientes com diferentes configura??es cont?m objetos com caracter?sticas que podem comprometer o sinal de maneiras diferentes. Nesse contexto, este trabalho apresenta um estudo realizado para definir modelos matem?ticos que sejam capazes de representar o comportamento de uma rede de sensores sem fio operando dentro de um ambiente constru?do. Este estudo foi realizado em ambientes com caracter?sticas espec?ficas, sendo que os resultados obtidos limitam-se a caracterizar ambientes compat?veis com estes ambientes, mas o m?todo aplicado ao estudo para esta finalidade pode ser utilizado para o estudo de ambientes com caracter?sticas diferentes. A possibilidade de obter modelos que caracterizem o comportamento da rede pode apresentar benef?cios na fase de projeto, antevendo as condi??es de propaga??o do sinal entre os pontos e com isso, dando condi??es de otimizar os recursos aplicados.
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Ger?ncia de redes sensores sem fio com SNMP: uma abordagem com proxy gateway / Using SNMP for wireless sensor network management: an approach with a proxy gatewayMadeira, John Franklin Loiola 21 June 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-06-21 / This paper presents an approach to management of wireless sensor network (WSN) with the use of the Simple Network Management Protocol (SNMP). In this proposal, was implemented a new element called SNMP Proxy Gateway (SPG) that has aimed to make the interconnection of management without the need for modification or adaptation of the stack TCP/IP protocols. Thus, a new implementation based in hardware and software were deployed to make the transition of SNMP PDUs for WSN. A set of experiments were made in laboratory to test and validate the proposed results. / Este trabalho apresenta uma abordagem para ger?ncia de rede sensores sem fio (RSSF) com utiliza??o do Simple Network Management Protocol (SNMP). Nesta proposta, foi introduzido elemento chamado SNMP Proxy Gateway (SPG) que tem objetivo de fazer a interconex?o das arquiteturas de rede para ger?ncia sem a necessidade de altera??o ou adapta??o da pilha de protocolos TCP/IP. Para isso, foi implementado prot?tipo de ger?ncia da rede atrav?s de um conjunto hardware e software com fun??o de fazer a transcri??o dos PDUs do SNMP para a RSSF. Um conjunto de experimentos foram executados em laborat?rio com objetivo de testar a proposta e validar os resultados obtidos.
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Proposta de um algoritmo de roteamento baseado em l?gica difusa para RSSF em ambientes fechadosLe?o, Lucas Augusto de Araujo Marques 12 May 2015 (has links)
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LUCAS AUGUSTO DE ARAUJO MARQUES LEAO.pdf: 1843994 bytes, checksum: 99d00d63745d6c077be1b0e0f8b0d518 (MD5)
Previous issue date: 2015-05-12 / Wireless Sensor Networks (WNS) have been applied as monitoring solution for building management systems. The sensors are responsible for monitoring environment aspects such as temperature, lighting and energy consumption. However, the sensors are exposed to adverse conditions and frequent environment changes, which can dramatically affect communication and data flow. Thus, this work proposes a routing algorithm based on fuzzy logic to identify the best routes in an indoor wireless sensor network. The evaluated parameters are presented (RSSI, Standard Deviation and Packet Error Rate) along with the cost definition process for each route, the best route identification sequence and the results obtained in simulation and experimentation. The proposed solution mixes WSN routing techniques along with fuzzy logic to characterize and define the link cost. The developed algorithm was faced with a routing solution based on RSSI. The experiments demonstrate that the solution allows the selection of higher quality links, reducing the probability of packet loss in comparison to the algorithm based on RSSI. / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) t?m sido uma solu??o amplamente utilizada no contexto de sistemas de gerenciamento de edifica??es. Os sensores s?o respons?veis por monitorar diversos aspectos do ambiente, como temperatura, ilumina??o e consumo de energia. Entretanto, os sensores est?o expostos a condi??es adversas e mudan?as constantes do ambiente, que podem afetar de maneira definitiva a comunica??o e flu?ncia dos dados. Neste sentido, este trabalho apresenta uma proposta de algoritmo de roteamento baseado em l?gica difusa para identifica??o dos melhores caminhos em uma rede de sensores sem fio indoor. S?o apresentados os par?metros utilizados (RSSI, Desvio Padr?o do RSSI e Taxa de Erro de Pacote) para a defini??o do custo de cada caminho, a sequ?ncia de identifica??o de melhor caminho e os resultados obtidos em simula??o e aplica??o pr?tica. A solu??o proposta agrega t?cnicas de roteamento em RSSF ? utiliza??o de l?gica difusa para caracteriza??o e defini??o dos custos dos enlaces entre os sensores. O algoritmo desenvolvido foi confrontado com uma solu??o de roteamento baseada em RSSI. Os experimentos demonstram que a solu??o permite a sele??o de enlaces de melhor qualidade, reduzindo a probabilidade de perda de pacote em compara??o ao algoritmo baseado apenas em RSSI.
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Um estudo da aplica??o de backhaul h?brido de RoF e r?dio em RSSF / Study the application of hybrid RoF backhaul and radio in wireless sensor networksCardoso, Karyna Silveira 16 June 2015 (has links)
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KARYNA SILVEIRA CARDOSO.pdf: 2314345 bytes, checksum: 65e604b78ddbbbc8d0efd8e49a70ac86 (MD5)
Previous issue date: 2015-06-16 / This study proposes a strategy to access sensor nodes of a wireless sensor network clumped together in clusters that come together in cells through a hybrid radio topology and / or fiber. In this topology, communication between wireless sensor networks and the repeater is via radio, while the backhaul communication between the base and repeaters will be hybrid and can use radio or fiber. Therefore, the proposal includes a flexible topology, using both radio as fiber in the backhaul and access to sensor nodes via a wireless sensor network. For demonstration of the proposed, tests were done on a channel emulation bench using fiber backhaul between the base and a repeater element. These tests were performed on the 915 MHz band, the FSK varying its transmission rate to assess the coverage area for each rate. As a result curves were obtained showing that for a fixed RSSI, the higher the worse transmission rate is the bit error rate. And the higher the lowest environmental attenuation factor will be the coverage area at all rates tested. Therefore the lower the reception power, the greater the distance between the sensors. Also tests were made in a real environment to evaluate the protocols implemented. It consists in the access of the node sensors of the clusters through multiple hops and reception power measurements of each sensor node and a packet loss rate. Through testing it has verified the operation of the proposal and implemented the flexible topology proposal. / O presente trabalho prop?e uma estrat?gia para acessar n?s sensores de uma rede de sensores sem fio (RSSF) aglutinados em clusters que se unem em c?lulas atrav?s de uma topologia h?brida de r?dio e/ou fibra. Nesta topologia, a comunica??o entre as redes de sensores sem fio e o repetidor ser? via r?dio, enquanto o backhaul de comunica??o entre a base e os repetidores ser? h?brido, podendo utilizar r?dio ou fibra. Portanto, a proposta abrange uma topologia flex?vel, utilizando tanto r?dio quanto fibra no backhaul e acesso aos n?s sensores via uma rede de sensores sem fio. Para demonstrar a proposta foram feitos testes em uma bancada de emula??o de canal utilizando backhaul de fibra entre a base e um elemento repetidor. Estes testes foram realizados na faixa de 915 MHZ, na modula??o FSK variando a sua taxa de transmiss?o, para avaliar a ?rea de cobertura para cada taxa. Como resultados foram obtidas curvas que mostram que para uma RSSI fixa, quanto maior a taxa de transmiss?o pior ser? a taxa de erros de bits (BER). E quanto maior o fator de atenua??o do ambiente menor ser? a ?rea de cobertura da rede em todas as taxas testadas. Logo quanto menor a pot?ncia recep??o, maior a dist?ncia entre os n?s sensores. Tamb?m foram realizados testes em um ambiente real para avaliar os protocolos implementados. Estes testes consistiam no acesso dos n?s sensores dos clusters atrav?s de m?ltiplos saltos e medi??o dos valores de pot?ncia de recep??o de cada n? sensor e sua taxa de perda de pacotes (PER). Atrav?s dos testes realizados foi comprovado o funcionamento da proposta implementada e a topologia flex?vel proposta.
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CyberSens: uma plataforma para redes de sensores em sistemas ciber-físicos. / CyberSens: a platform for sensor networks in cyber-physical system.Garay, Jorge Rodolfo Beingolea 11 October 2012 (has links)
O recente surgimento de um novo conceito que propõe a integração do mundo físico com sistemas computacionais leva as redes de sensores a serem unicamente parte de um processo colaborativo para fins de integração, com um objetivo maior do que só observar o ambiente. Este novo conceito é conhecido como Sistema Ciber-Físico (tradução do inglês Cyber Physical System - CPS), e consiste numa rede de elementos que atuam entre o meio físico e as aplicações computacionais (Sensoriamento - Atuação - Controle - Aplicação), concluindo num sistema de gestão capaz de agrupar diversas aplicações com capacidade de funcionamento autônomo, assim como distribuído. Entretanto, para que esta tecnologia se torne viável para os diversos contextos do mundo físico, é necessário considerar as limitações dos elementos computacionais que a integram e, para o caso, essas limitações passam a ser maiores quando se trata de uma rede de sensores. Este trabalho de tese tem foco na camada de sensoriamento, discute inicialmente alguns dos pressupostos supracitados e define algumas características e requisitos dos CPS necessárias para a padronização de alguns processos. Propõe também o desenvolvimento de uma Plataforma para redes de sensores em Sistemas Ciber-Físicos, um middleware, capaz de se adaptar às limitações e necessidades, que serão apresentadas posteriormente numa aplicação exemplo. Como primeiro ponto: i) O trabalho apresenta as necessidades para estes tipos de sistemas e aborda definições relevantes; ii) Discute-se a definição em camadas do middleware CiberSens iii) Aplicação da proposta numa aplicação-exemplo. Do primeiro ponto: Os CPS constituem uma pesquisa relativamente nova, como resultado, muitos aspectos precisam ser definidos com o intuito de facilitar o entendimento da arquitetura e implementçã. Do segundo ponto: Os dispositivos transdutores representam um papel de relevante importância nas diversas aplicações, na área de automação residencial e nas aplicações biomédicas, esta última com exponencial crescimento de aplicações que procuram melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Nesse contexto, se faz necessário um minucioso estudo dos conceitos e características que dever~ao ser consideradas no desenho em camadas da plataforma de gerenciamento para redes de sensores em CPS. No desenho a flexibilidade do sistema dever´a estar sujeita ao fácil domínio e controle por parte de usuário final, que será o verdadeiro responsável pelo funcionamento do Sistema Ciber-Físico e da aplicação em curso. Do terceiro ponto: Com o intuito de eliminar possíveis erros e identificar limitações no uso do sistema por parte dos atores do sistema (usuário e administrador), além de demonstrar a viabilidade da proposta, é levado o modelamento e definição de conceitos para sua aplicação num caso real. Nesta etapa é realizada simultaneamente a implementação de um módulo integrador encarregado da captura e abstração de protocolos na camada de comunicação e conexão com o módulo de armazenamento, e a camada de serviços. Uma avaliação é necessária não só para validar a técnica e o modelo utilizado na implementação da arquitetura do CiberSens e sim também para determinar a confiabilidade da comunicação e eficácia ante um evento critico, a validação acontece através da formalização de processos de controle, sensoriamento e atuação com a ferramenta SysML. / Recently, the emergence of a new concept that proposes the integration of the physical world with computing systems, is taking sensor networks to be only part of a collaborative process with a larger goal than just observing the environment. This new paradigm is known as Cyber-Physical Systems, and consists of a network of elements that act between the physical environment and computational applications (Sensing - Actuation - Control - Application), ending in a management system able to group several applications with standalone and distributed operation capabilities. However, to this technology become viable for the diverse contexts of the physical world, it is necessary to consider the limitations of computational elements that compose it, and in this case, these limitations increase when it comes to sensor networks. This thesis focuses on the sensing layer, discusses some of the assumptions aforementioned and defines some characteristics and requirements of the CPS necessary to standardize some processes. It also proposes the development of a platform for sensor networks on Cyber-Physical Systems, a service-oriented middleware capable of adapting the limitations and needs presented later in a use case. As first item: i) The document presents the requirements for these types of systems and approaches relevant definitions. Secondly: ii) It is discussed the layered definition of the CiberSens service-oriented middleware. And third: iii) It is presented the proposal implementation in application-example. From the first item: The CPS are a relatively new field of research, as a result, many aspects need to be defined in order to simplify the understanding of the architecture and implementation. From the second item: The transducer devices have a relevant role on diverse applications used on the fields of home automation and in biomedical applications, the latter with an exponential growth of applications that try to improve the quality of life of patients. In this context, it is necessary a detailed study of the concepts and characteristics that should be considered during the layered design of the management platform for sensor networks in CPS. In the design, the system flexibility should be subject to an easy control and domain by the end user, who will be responsible for the actual functioning of the Cyber-Physical System and the ongoing application. From the third item: In order to eliminate possible errors, identify limitations in the system use by the system actors (user and administrator), and demonstrate the feasibility of the proposal, the modeling and concepts definition are applied in a real case. On this step is performed simultaneously an efficiency evaluation of the protocols capture and abstraction methods in the communication layer, the storage modulus, and the services layer. The evaluation is needed not only to validate the technique and the model used in the CiberSens architecture implementation, but also to determine the reliability the of communication and the effectiveness facing a critical event, validation occurs through the control process formalization, sensing and actuation, with SysML tool.
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