Os objetivos deste trabalho de mestrado consistem em determinar: (i) como modificar a arquitetura de referência de Internet das Coisas para identificar e priorizar as necessidades dos usuários em um determinado contexto; (ii) como transformar dados sociais subjetivos em uma medida objetiva de impacto social; (iii) como correlacionar informações sociais e dados digitais de forma a medir a satisfação dos usuários com os serviços de Internet das Coisas desenvolvidos; (iv) como validar o sistema total; e (v) se a arquitetura é reconfigurável e pode ser adotada e validada em diferentes casos de uso. O método de desenvolvimento começa de uma extensa investigação bibliográfica sobre projetos, arquiteturas e plataformas de Internet das Coisas desenvolvidas e em desenvolvimento, tecnologia social e teoria de grafos. É proposto um mapa conceitual que serve de base a todo o trabalho. A teoria de grafos fornece um conjunto de métricas que permite identificar as reais necessidades de usuários e comunidades e, então, especificar as aplicações e serviços de Internet das Coisas a serem desenvolvidos. ´E proposta uma função de fitness para avaliar a satisfação de requisitos de uma especificação. A validação do método é feita por meio de um estudo de caso. Para uma cidade hipotética são descritos os serviços educacionais, de saúde e de transporte disponíveis. É identificado o problema de oferecimento de serviços educacionais a comunidades distantes e a necessidade desses serviços se integrarem com as entidades culturais e de saúde. Com isso, ´e especificada a aplicação Aula Móvil. Essa aplicação é completamente descrita por meio dos modelos de domínio, de informação, funcional e de comunicação da arquitetura de referência IoT-A. Para o desenvolvimento do software, é feita uma descrição completa em UML: diagrama de classes e diagramas de sequência. Apesar de se ter adotado um estudo de caso simples, fica demonstrada a viabilidade de se integrar a avaliação de dados estatísticos sociais no ciclo de projeto de aplicações de Internet das Coisas. ´E mostrado também que as aplicações de Internet das Coisas geram impacto social a curto, médio e longo prazos. O método e arquitetura propostos neste trabalho são suficientemente genéricos para serem utilizados em outras aplicações relacionadas a uma cidade e também em outros domínios como os de M2M e da iniciativa Industry 4.0. / The objectives of this master thesis consist in determining: (i) how modify an IoT reference architecture to identify and prioritize end user\'s needs in a given context; (ii) how transform subjective social data in a objective measure of social impact; (iii) how correlate social data and digital data to measure the end users\' satisfaction with the developed IoT services; (iv) how validate the total system; and (v) if the architecture is reconfigurable and can be adopted and validated in di?erent use cases. The development method started with and extensive bibliographic research about IoT projects, architectures and platforms, already developed and under development, social technology and graphs theory. A conceptual map is proposed and is used as a basis for the entire work. The graphs theory provides a set of metrics that allow the identification of end users\' and communities\' needs and, then, to specify the IoT applications and services to be developed. A fitness function is proposed to evaluate the fulfillment of requirements of a specification. The whole method validation is made by means of a case study. To do so, the available educational, health and transport services of a hypothetical city are described. The problem of o?ering educational services to distant communities and the need to integrate such services to the cultural and health entities are identified. As a result, a Mobile Class application is specified. This application is completely described by the domain, informational, functional and communicational models of the IoT-A reference architecture. For the software development, a complete UML description is made: class diagrams and sequence diagrams. In spite of having adopted a simple case study, the feasibility of integrating the social statistical data evaluation in the design cycle of IoT applications is demonstrated. It is also shown that IoT applications generate social impact in the short, medium and large terms. The method and architecture proposed in this work are generic enough to be used in other applications related to a city as is other domains as M2M and from the Industry 4.0 Initiative.

Cities have employed technologies in several domains to improve the delivery of public services, attend citizens\' demands, and measure the consumption of natural resources. Known as Smart Cities, these initiatives aim to increase the overall citizens\' quality of life, and they have already had a positive impact on the way citizens interact with urban spaces, services, and with each other. On the other hand, urban spaces can be considered as a threat to the independence and autonomy of people with disabilities. In fact, according to the Social Approach, disability is not in the individual, but in society and the environment, which does not provide adequate conditions for the individual to fully participate and be a citizen of social, professional, educational, recreational activities, and so on. Society and the environment need to be corrected and their deficiencies compensated to include a significant portion of the population that is excluded from a range of activities when their abilities are not addressed in urban communication processes. Although this group of citizens has gained access to education, work and leisure, it is necessary to confront the city and all its challenges in order to enjoy these rights. In order to extend the benefits of Smart Cities to people with disabilities, we first proposed the idea of an Inclusive Smart City, which employs Smart Cities technology to provide a better urban experience for people with disabilities while overcoming accessibility barriers in urban spaces. To achieve this goal, we began using a multi-instrument approach to collect data from different stakeholders - people with disabilities, professionals that work with people with disabilities, accessibility-related experts, and policymakers -, aiming at understanding the obstacles that people with disabilities face when they are moving around the city, the strategies they use to solve unexpected problems, and how they interact with other people and with urban facilities. Based on an empirical observation, literature review and results collected using this multiinstrument approach, we first defined Inclusive Smart Cities. Then, we proposed some tools to support practitioners and researchers involved in the development of digital urban assistive technologies with the Inclusive Smart City\'s vision in mind: a list of requirements, a political structure, an implementation/operation methodology, a business model, a conceptual model, and a system architecture. According to the conceptual model we introduced, people with disabilities are able to interact with inclusive smart objects that are available in urban spaces to obtain information about the environment around them, enabling them to navigate and explore cities in an innovative way. In Inclusive Smart Cities, inclusive smart objects provide people with disabilities with user-adapted information and services, focusing on the individuals\' abilities rather than their disabilities. Moreover, the system architecture is based on equipping users and the environment with smart technologies, aiming at supporting a symbiotic relationship between citizens and inclusive smart objects, a web-based user interface to enable public agents and local authorities to register and maintain the information required by the Inclusive Smart City platform, and the Cloud infrastructure, responsible for storing system data and processing user requests. Finally, we further demonstrated a Proof of Concept to assess the experience that people with disabilities would have when using an Inclusive Smart City solution. To accomplish that, we mapped a block of Paulista Avenue, in São Paulo, Brazil, as a sequence of QR codes. In a simulated circuit, when users read each code, they received location-based information and services related to the object linked to the code. The participants evaluated the UrbanAssist application positively and recognized the relevance of the functionalities and resources provided by the application, which gave them an inventive interface to explore the urban environment in a new, safer and effective way. In conclusion, this new technology has the potential not only to improve the independence and autonomy of people with disabilities in urban spaces, but also to enable them to play a proactive role in society as a whole. / As cidades têm empregado a tecnologia em diversos segmentos a fim de melhorar a qualidade de serviços prestados, para atender as demandas dos cidadãos, e para medir o consumo de recursos naturais. Conhecidas como Cidades Inteligentes, estas iniciativas buscam aumentar a qualidade de vida dos cidadãos, e já têm causado impactos positivos na maneira como os indivíduos interagem com o espaço urbano, com serviços, e com outros indivíduos. Por outro lado, o espaço urbano ainda é considerado como uma ameaça à autonomia e à independência de pessoas com deficiência. De fato, segundo o Modelo Social, a deficiência não está no indivíduo, mas na sociedade e no ambiente, que não fornecem condições apropriadas para que o cidadão participe inteiramente de atividades sociais, profissionais, educacionais, recreativas etc. A sociedade e o ambiente precisam ser corrigidos e suas deficiências compensadas para que ocorra a inclusão de uma parcela considerável da população que é excluída de uma série de atividades quando suas habilidades não são consideradas nos processos de comunicação urbanos. Embora esses cidadãos tenham ganhado acesso a educação, trabalho e lazer, o acesso pleno a esses direitos exige ter que lidar com o espaço urbano e todos os seus desafios. Com o objetivo de estender os benefícios das Cidades Inteligentes às pessoas com deficiência, inicialmente propomos o conceito de Cidades Inteligentes Inclusivas, que utiliza tecnologias das Cidades Inteligentes a fim de fornecer às pessoas com deficiência uma melhor experiência urbana ao mitigar as barreiras de acessibilidade nas cidades. A fim de alcançar este objetivo, utilizamos um método multi-instrumentos para coletar dados de diferentes interessados nesta temática - pessoas com deficiência, profissionais que trabalham na área, especialistas em acessibilidade, e criadores de políticas públicas - para melhor entender os obstáculos que as pessoas com deficiência enfrentam quando estão se locomovendo nos centros urbanos, as estratégias que eles usam para resolver problemas inesperados, e como eles interagem com outras pessoas e com os objetos e instalações urbanas. Baseado em observação empírica, em revisão da literatura, e nos resultados coletados pelo método multi-instrumentos, elaboramos a definição de Cidades Inteligentes Inclusivas e propomos algumas ferramentas para apoiarem autoridades governamentais, profissionais e pesquisadores envolvidos com o desenvolvimento de tecnologias assistivas urbanas digitais: uma lista de requisitos, estrutura política, metodologia de implantação e funcionamento, modelo de negócios, e uma arquitetura de sistema. De acordo com o modelo conceitual que apresentamos, as pessoas com deficiência são capazes de interagir com objetos inteligentes inclusivos no espaço urbano a fim de obter informações a respeito do ambiente ao redor, o que possibilita navegar e explorar nas cidades de uma maneira inovadora. Nas Cidades Inteligentes Inclusivas, os objetos inteligentes inclusivos fornecem às pessoas com deficiência informações e serviços adaptados às habilidades de cada usuário. A arquitetura do sistema é baseada em equipar os usuários e o ambiente com tecnologias inteligentes; uma interface web que permite a agentes públicos e autoridades municipais a cadastrar e manter as informações necessárias ao funcionamento da Cidade Inteligente Inclusiva; e pela infraestrutura da Cloud, que é responsável por armazenar os dados do sistema e por processar as requisições dos usuários. Finalmente, demonstramos com uma Prova de Conceito a avaliação da experiência de usuário que indivíduos com deficiência têm ao usar soluções concebidas com a visão de uma Cidade Inteligente Inclusiva. Para tanto, mapeamos como QR codes os objetos e prédios de um quarteirão da Avenida Paulista, em São Paulo. Num circuito simulado, ao ler cada código os usuários recebem com informações baseadas na localização do objeto lido e os serviços associados ao objeto. Os participantes avaliaram positivamente a aplicação Urban Assist e reconheceram a relevância das funcionalidades e recursos disponibilizados pela aplicação, que lhes proporcionaram uma interface inovadora para explorar o ambiente urbano de uma maneira mais segura e eficaz. Concluindo, essa nova tecnologia tem o potencial não somente de melhorar a independência e autonomia de pessoas com deficiência no espaço urbanos, mas, também de prover estes usuários com a possibilidade de desempenharem o papel de cidadãos proativos.

Partimos de um contexto tecnológico-comunicativo marcado, especialmente, pela ubiquidade, pela pervasividade, pela comunicação das coisas (LEMOS), por eventos e existências que transcorrem em metaterritorialidades informativas (DI FELICE) e pela enorme quantidade de dados gerados por tecnologias móveis, tais como smartphones, sensores, e etiquetas RFID. Tal situação tecnológica aponta para a possibilidade sempre presente de qualquer entidade, humana ou não (geleiras, animais, árvores, alimentos, embalagens etc.), assumir a qualidade informativo-digital, ou a metalinguagem do código, experienciar perspectivas outras e entrar em agenciamentos que a transformam ontologicamente. Essa \"ecologia digital\", ao trazer à tona a constituição reticular dos seres e ambientes, tornando transponíveis as fronteiras e experienciáveis as diferenças, inaugura uma condição habitativa atópica (DI FELICE) que reúne corpos, tecnologias, naturezas em uma relação simbiótica e dinâmica. Esses processos inéditos engendrados pelas novas tecnologias de comunicação e informação nos impõem a necessidade de buscar alternativas teóricas e conceituais aos dualismos derivados da Grande Divisão (LATOUR) entre Natureza e Sociedade que fundou o pensamento moderno ocidental e fundamentou as próprias concepções predominantes no campo científico da comunicação. O contexto latino-americano em que esta pesquisa se insere representa uma oportunidade para o estabelecimento de \"alianças perturbadoras\" (STENGERS) com práticas não-científicas e pensamentos não (somente) europeus, entre os quais destacamos o xamanismo e o perspectivismo ameríndio (VIVEIROS DE CASTRO), que, além de se mostrarem reticulares e ecológicos em sua constituição, engendrando desde sempre outros tipos de relação (não-instrumentais e nem dialógicas ou separatistas) com não-humanos, considerados todos sujeitos potenciais e parte de seu \"social\", revelam também sua dimensão comunicativa quando seus próprios praticantes, os xamãs, comparam-se às tecnologias comunicativas dos \"brancos\" (FERREIRA). Desse encontro, apresentamos uma possível ideia xamânica de redes comunicativas que, ao ultrapassar a dimensão somente humana, hermenêutica e a interação dialógica e conceber a relação com a terra-floresta (ALBERT e KOPENAWA) e suas agências emaranhadas a partir de uma \"anarquia ontológica\" (VIVEIROS DE CASTRO), do trânsito e da conexão entre mundos, torna-se uma chave conceitual fértil para pensar a comunicação digital e suas potencialidades. / We start from a technological communicative context marked especially by ubiquity, pervasiveness, the communication of things (LEMOS), events and beings that flow in information metaterritorialidades (DI FELICE) and by a huge amount of data generated by mobile technologies such as smartphones, sensors, and RFID tags. Such technological situation points to the ever-present possibility of any entity, human or not (glaciers, animals, trees, food, packaging, etc..), take digital-informative qualities, or meta code, experience other perspectives and enter into assemblages that transform them ontologically. This \"digital ecology\", bringing up the reticular formation of beings and environments, making transposable borders and diferences graspable, inaugurates an \"atopic dwelling condition\" (DI FELICE) which brings together bodies, technologies, still in a symbiotic and dynamic relationship. These novel processes engendered by new communication and information technologies impose on us the need to seek theoretical and conceptual alternatives for the dualisms derived from Great Divide (LATOUR) between Nature and Society, which founded the Modern Western thought and grounded the predominant conceptions in the scientific field of communication. The Latin American context in which this research is part represents an opportunity to establish not (only) European \"disturbing alliances\" (STENGERS) with non-scientific practices and thoughts, among which include Shamanism and Amerindian Perspectivism (VIVEIROS DE CASTRO), which , showed to reticular and ecological in its constitution, always engendering other types of relationship (or non-instrumental and dialogical or separatists) with nonhumans, considering all potential subjects, and part of his \"social\" also reveal their size communicative when their own practitioners, shamans, we compare the communication technologies of the \"whites\" (FERREIRA). From this contact, we present a possible shamanic idea of communicative networks, which, including not only the human dimension, the hermeneutics and the dialogical interaction, and understanding the relationship with the forest-land (ALBERT and KOPENAWA) and its entangled agents from an \"ontological anarchy\" (VIVEIROS DE CASTRO), a transit and a conection between worlds, becomes a fertile key concept to think digital communication and its potential

Este trabalho propõe novas topologias de circuitos e técnicas de projeto para filtros ativos e amplificadores de ganho programável (PGA) com operação em ultra baixa tensão (ULV) e ultra-baixa potência (ULP). Os receptores de RF do tipo Bluetooth de baixa energia (BLE), utilizados nos circuitos de internet das coisas (IoT), são as aplicações alvo dos circuitos propostos neste trabalho. Na faixa de ULV são utilizados filtros do tipo RC-ativo, uma vez que possuem uma maior linearidade em relação aos filtros do tipo gmC. A operação em ULP é alcançada neste trabalho utilizando uma nova topologia de amplificador operacional de transcondutância (OTA), com único estágio, que apresenta uma alta eficiência e reduzida sensibilidade às variações de processo, tensão e temperatura (PVT). O baixo ganho de tensão do amplificador de estágio único e os efeitos das cargas resistivas de realimentação são compensados usando um transcondutor negativo, robusto a variações em PVT, conectado às entradas do OTA. A faixa dinâmica dos circuitos é elevada usando topologias totalmente diferenciais e as taxas de rejeição de modo comum e de fonte de alimentação são melhoradas utilizando circuitos de realimentação de modo-comum. Para possibilitar a operação na faixa de ULV todos os circuitos usam apenas dois transistores empilhados e o nível de inversão do canal é elevado através da polarização direta do substrato. Neste trabalho são propostas também uma ferramenta de análise do ponto de operação do transistor, baseando-se na simulação elétrica, e algumas metodologias de projetos para circuitos operando em ULV. Os circuitos e metodologias desenvolvidos foram utilizados para o projeto de um filtro passa-faixa complexo RC-ativo de terceira ordem, um amplificador de ganho programável e um filtro biquadrático do tipo Tow-Thomas com ganho programável, compatíveis com receptores de RF do padrão BLE. Para a implementação do PGA, uma nova topologia de transconductor negativo programável foi desenvolvida para permitir a compensação ótima do amplificador operacional em todos os modos de ganho. Todos os circuitos foram projetados para operar com uma tensão de alimentação de 0,4 V e foram prototipados em processos de fabricação CMOS e BiCMOS de 180 nm e 130 nm, respectivamente. Os resultados experimentais e de simulação pós-layout demonstram uma operação adequada em 0,4 V, uma ultra-baixa dissipação de potência, atingindo o mínimo de 10.9 ?W/polo, e a melhor figura-de-mérito (FoM) em relação aos outros filtros ativos e amplificadores disponíveis na literatura. / This thesis proposes novel circuit topologies and design techniques of ultra-low voltage (ULV) and ultra-low power (ULP) active-filters and programmable gain amplifiers (PGA) suitable for the Bluetooth low energy (BLE) RF receivers used in the Internet of Things (IoT) applications. The active-RC filters are preferred to the gm-C topologies at the ULV operation due to its improved linearity. However, the closed-loop operation increases the operational amplifier required voltage gain and its capacity to drive the resistive feedback load. In this work, the ULP dissipation is obtained by proposing a very efficient single-stage inverter-based operational transconductance amplifier (OTA) and a proper forward bulk biasing to reduce the sensitivity to process, voltage and temperature (PVT) variations. The low voltage gain and the resistive load effects on the single-stage OTA are completely compensated by using a PVT robust negative transconductor connected at the OTA inputs. The dynamic range is increased by using fully-differential topologies and common-mode feedback to improve the common-mode and power supply rejection rates. The operation at the ULV range is reached by using only two-stacked transistors in all the circuit implementations and bulk forward bias in some transistors to reduce the threshold voltage and to increase the channel inversion level. An operation point simulation-based tool and some design methodologies are also proposed in this work to design the ULV circuits. The proposed circuits were used to design a third-order active-RC complex band-pass filter (CxBPF), a programmable gain amplifier (PGA) and a Tow-Thomas biquad, with integrated programmable gain capability, suitable for BLE RF receivers. The PGA implementation uses a new programmable input negative transconductor to obtain the optimal closed-loop amplifier compensation in all the gain modes. The circuits were designed to operate at the power supply voltage of 0.4 V and are prototyped in 180 nm and 130 nm low-cost CMOS and BiCMOS process, respectively. The experimental and post-layout simulation results have demonstrated the proper ULV operation at 0.4 V, the ultra-low power dissipation down to 10.9 ?W/pole and the best figure-of-merit (FoM) among the state-of-the-art active-filters and amplifiers from the literature.

A Internet das Coisas é um novo paradigma de comunicação que estende o mundo virtual (Internet) para o mundo real com a interface e interação entre objetos. Ela possuirá um grande número de dispositivos heteregôneos interconectados, que deverá gerar um grande volume de dados. Um dos importantes desafios para seu desenvolvimento é se guardar e processar esse grande volume de dados em aceitáveis intervalos de tempo. Esta pesquisa endereça esse desafio, com a introdução de serviços de análise e reconhecimento de padrões nas camadas inferiores do modelo de para Internet das Coisas, que procura reduzir o processamento nas camadas superiores. Na pesquisa foram analisados os modelos de referência para Internet das Coisas e plataformas para desenvolvimento de aplicações nesse contexto. A nova arquitetura de implementada estende o LinkSmart Middeware pela introdução de um módulo para reconhecimento de padrões, implementa algoritmos para estimação de valores, detecção de outliers e descoberta de grupos nos dados brutos, oriundos de origens de dados. O novo módulo foi integrado à plataforma para Big Data Hadoop e usa as implementações algorítmicas do framework Mahout. Este trabalho destaca a importância da comunicação cross layer integrada à essa nova arquitetura. Nos experimentos desenvolvidos na pesquisa foram utilizadas bases de dados reais, provenientes do projeto Smart Santander, de modo a validar da nova arquitetura de IoT integrada aos serviços de análise e reconhecimento de padrões e a comunicação cross-layer. / The Internet of Things is a new communication paradigm in which the Internet is extended from the virtual world to interface and interact with objects of the physical world. The IoT has high number of heterogeneous interconnected devices, that generate huge volume data. The most important IoT challenges is store and proccess this large volume data. This research addresses this issue by introducing pattern recognition services into the lower layers of the Internet of Things reference model stack and reduces the processing at the higher layers. The research analyzes the Internet of Things reference model and Middleware platforms to develop applications in this context. The new architecture implementation extends the LinkSmart by introducing a pattern recognition manager that includes algorithms to estimate parameters, detect outliers, and to perform clustering of raw data from IoT resources. The new module is integrated with the Big Data Haddop platform and uses Mahout algorithms implementation. This work highlights the cross-layer communication intregated in the new IoT architecture. The experiments made in this research using the real database from Smart Santander Framework to validate the new IoT architecture with pattern recognition services and cross-layer communication.

Os processos de produção e distribuição agrícolas fazem uso de diversas tecnologias usadas para coleta de dados e gerenciamento de recursos e atividades, dentre as quais as Redes de Sensores Sem Fio, Identificação por Radiofrequência e o Wi-Fi. Devido a falhas na infraestrutura e variações ambientais, essas tecnologias possuem diversas limitações, como por exemplo, o atraso com que os dados chegam aos sistemas de gerenciamento, comprometendo a eficiência do processo. Uma solução com nós multitecnológicos, baseada nos princípios da Internet das Coisas, poderia oferecer dados de todo o processo produtivo e de distribuição, em tempo real; mas, para que esta solução seja realmente eficiente, necessita de um seletor adaptativo de tecnologias de comunicação para os \"objetos\" de campo que se adapte ao ambiente em tempo de execução. O objetivo deste trabalho é propor e avaliar a funcionalidade de um seletor adaptativo para esse fim. Para a proposição do seletor, buscou-se embasamento em técnicas adaptativas que oferecessem solução adequada para processos de aprendizagem pelo seletor. Dentre essas técnicas, elegeram-se as Árvores de Decisão Adaptativas para implementar a operação do seletor. A funcionalidade do seletor foi avaliada por simulações, tanto quanto ao aspecto de seleção da opção tecnológica mais adequada para o momento e a situação em questão, quanto à facilidade de se adaptar a mudanças de cenário. Os resultados das avaliações mostram que a simulação inicial, feita a partir de um cenário correspondente à fase inicial de uma cultura de milho não apresenta resultados satisfatórios. Entretanto, após alguns ciclos de aprendizagem do seletor, os resultados evoluem e superaram as exigências de qualidade propostas. Em uma segunda fase, novas simulações foram realizadas, alterando-se o cenário inicial para que, aos poucos, correspondesse à fase de colheita do milho. Nestas simulações, o processo de aprendizagem continuou ocorrendo sempre que as exigências de qualidade deixaram de ser satisfeitas, até que alcançassem a qualidade de comunicação exigida. Estes resultados permitiram concluir pela validade do seletor proposto. / Agricultural production and distribution processes employ different technologies. They are used for data collection and management of resources and activities, among which Wireless Sensor Networks, Radiofrequency Identification and WiFi. These technologies have several limitations due to flaws in infrastructure and environmental variability. For example, data arrive at management systems late, compromising process efficiency. Multi-technology nodes can be a solution to obtain real-time data from the production and distribution processes, particularly if Internet of Things principles are present. Yet, for this solution to be efficient, a communication technology selector for field \"objects\" must be necessary, which must adapt to the environment in run time. Therefore, the goal is to propose and to assess this Selector functionality. This proposition was based on adaptive techniques, which offered an appropriate solution for learning processes by the selector, such as the Adaptive Decision Tree. The selector uses an Adaptive Decision Tree to select the communication technology. The selector functionalities, such as the appropriate technology selection for the moment and how they adapt changes in scenario, were evaluated by the simulation method. Evaluation results show that simulations made from a scenario corresponding to the initial phase of a corn crop did not show satisfactory, but the results evolved and met the quality requirements after some learning cycles. In a second step, new simulations were conducted, changing the scenario slowly to the harvest phase. The learning process continued to occur whenever the quality requirements were no longer met. These results showed the validity of the proposed selector.

Apresenta-se o resultado de uma pesquisa destinada a propor um serviço para a resolução e descoberta de informações sobre objetos. Neste contexto, entendem-se como objetos os itens de uma cadeia produtiva e, como prováveis clientes do serviço proposto, sistemas de informação destinados ao gerenciamento de logística junto às cadeias produtivas e/ou à manutenção de dados sobre a rastreabilidade das cadeias. Encontram-se no mercado diversos sistemas de informação com estas características. A conveniência da troca de informações diretas entre os membros das cadeias produtivas, motiva diversos pesquisadores a propor a criação de padrões de dados. Uma das propostas mais relevantes, apresentada pela entidade internacional GS1, envolve a especificação de uma arquitetura para estes sistemas, bem como um vocabulário de dados padronizado, a Rede EPCglobal®. A utilização da tecnologia RFID permite a obtenção automática de dados, quando da passagem dos itens por leitores RFID instalados ao longo da cadeia produtiva. A utilização de um código padronizado, denominado Electronic Product CodeTM (EPC) na gravação das etiquetas RFID é outra vantagem desta tecnologia. Uma das funcionalidades essenciais deste sistema consiste na possibilidade de obtenção de informações relativas a um determinado produto. Estas informações podem se encontrar não somente no produtor do item, mas em todos os membros da cadeia produtiva que tiveram acesso ao item. Esta funcionalidade é o único aspecto da rede EPCglobal® ainda não especificada pelo GS1. Por esta razão, diversos pesquisadores têm-se dedicado à elaboração de propostas. O resultado desta pesquisa é mais uma delas. A solução apresentada baseia-se no uso de redes peer-to-peer (P2P), mais especificamente do protocolo Kademlia, escolhido a partir da comparação entre os vários protocolos propostos na literatura, visando a uma melhor eficácia. A partir de uma simulação efetuada em software especialmente desenvolvido para esta finalidade, apresentam-se os detalhes da sugestão e os resultados obtidos com sua utilização. / This is the result of a survey intended to propose a resolution and discovery service of information about objects. In this context, objects are items of a production chain and, likely customers of the proposed service, are information systems intended for logistics management at the productive chains and/or maintenance of data on traceability of supply chains. This scenario fits perfectly to the paradigm of the Internet of Things, where objects of everyday use have active participation on the Internet. The convenience of direct exchange of information between the members and the supply chains motivates many researchers to propose the creation of data standards. One of the most relevant proposals, presented by the international organization GS1, involves the architecture specification for these systems, as well as a standard data vocabulary, the EPCglobal® Network. The use of RFID technology allows obtaining data, during the passage of items by RFID readers installed along the supply chain. The use of a standardized code in the recording of RFID tags, called the Electronic Product CodeTM (EPC), is another advantage of this technology. One of the essential features of this system is the possibility of obtaining information relating to an individual product. This information can be found not only in item producer, but also in all members of the supply chain that had access to the item. This functionality is the only aspect of EPCglobal® not yet specified by GS1. For this reason, several researchers have been working with new suggestions. The solution presented is another proposal based on the use of an implementation of a peer-to-peer (P2P) network, using the Kademlia Protocol, chosen from the comparison between the several protocols proposed in the literature, aiming at a better effectiveness. From a simulation carried out in software specially developed for this purpose, we present the details of the suggestion and the results obtained with its use.

Considering the competitiveness of global markets within an ever-changing environment, a company\'s Business Model should be able to innovate constantly to capture value within the company, while addressing better the customer needs. The PSS Business Model represents an innovation while providing value to the customer supported by a combination of products and services. However, the PSS Business Model also needs to innovate constantly. The Internet of Things (IoT) comprises networked objects able to interact with each other and to people, to reach common goals with a high level of efficiency, thus presenting potential to create a new value proposition to PSS Business Model Design. However, the existing literature represents an IoT solution into PSS Design, using either technical constructs or a high level free textual description. The goal of this study is to propose a \"Method to support the representation of IoT solutions during the PSS Business Model Design\". The method was developed based on the Design Research Methodology (DRM), comprising three research stages. During the first and second stages, a literature review was conducted to generate theoretical requirements for guiding the proposition of the method. During the third stage, the requirements were developed, and multiple case studies using secondary sources were used to propose the method in theory. During the final activity of the third stage, an exploratory application of the method for a Driverless PSS Car Sharing were applied and its results, as well as all the method\'s artifacts, were object of an initial evaluation by a focus group. The results indicated that method has potential to provide a common language for the PSS Business Model designers, while providing detailed information, to be added to the dimensions of a PSS Business Model that comprises IoT solutions. / Considerando a competitividade dos mercados globais dentro de um ambiente de constante mudança, o modelo de negócio de uma empresa deve ser capaz de inovar constantemente, capturando valor dentro da empresa ao mesmo tempo em que atende melhor as necessidades dos clientes. O modelo de negócio de PSS representa uma inovação ao entregar valor ao cliente através de uma combinação de produtos e serviços. No entanto, o modelo de negócio de PSS também precisa inovar constantemente. A Internet das coisas (IoT) compreende objetos em rede capazes de interagir uns com os outros e com as pessoas, para alcançar metas comuns com elevado nível de eficiência. Dessa forma, apresenta potencial para criar a nova proposta de valor para o desenho de modelo de negócio de PSS. No entanto, a literatura existente representa a solução de IoT usando ou constructos técnicos, ou um nível alto de descrição textual. O objetivo deste estudo é propor um \"Método de representação de soluções de internet das coisas (IoT) durante o design de um modelo de negócios de um Sistema produto-serviço (PSS)\". O método foi desenvolvido com apoio da Design Research Methodology (DRM), sendo composto de três fases de investigação. Durante a primeira e a segunda fase, realizou-se uma revisão da literatura para gerar requisitos teóricos para orientar a proposição de método. Durante a terceira fase, foram desenvolvidos requerimentos e analisados múltiplos estudos de caso, usando fontes secundárias, para propor o método na teoria. Durante a atividade final da terceira fase foi realizada uma aplicação exploratória do método, em um caso de um PSS de \"uso compartilhado de carros\" usando um carro autônomo. Em seguida todos os artefatos do método, e os resultados dessa aplicação exploratória, foram objeto de uma avaliação inicial por um grupo focal. Os resultados indicaram que o método tem potencial para fornecer uma linguagem comum para os desenvolvedores de modelo de negócio de PSS, proporcionando informações detalhadas, a serem adicionadas às dimensões de um modelo de negócio de PSS.

La thèse aborde le problème de la dissémination des informations liées au produit tout au long de son cycle de vie, par l’exploitation du concept de matière communicante. L’objectif général est de stocker dans la matière communicante ses caractéristiques initiales mais aussi l’évolution de ses propriétés durant son usage, en évitant de les perdre lors par exemple d’une transformation ou d’une destruction d’une partie du matériau. Dans le cadre de cette thèse, ce principe est appliqué dans le domaine des préfabriqués en béton, où des nœuds de réseaux de capteurs sans fil sont intégrés dans le béton. Ces nœuds sont alors utilisés pour stocker des informations relatives au cycle de vie du préfabriqué et à sa surveillance sur la phase d’usage. Un nouveau protocole de communication, nommé USEE, a été proposé et permet de diffuser uniformément les informations dans la matière en considérant qu’elles n’ont pas toutes la même importance. Le protocole USEE évite notamment la saturation rapide des mémoires des nœuds de façon à pouvoir stocker un maximum d’informations différentes. Ensuite, un protocole de lecture, intitulé RaWPG, a été développé. Il est adapté à la récupération d’informations uniformément réparties et consomme peu d’énergie. Ces deux protocoles ont été implémentés dans le simulateur réseau Castalia/OMNeT++ et ont permis de montrer leur intérêt par rapport au contexte applicatif mais aussi par rapport à d’autres protocoles similaires de la littérature / A new Internet of Things area is coming with communicating materials, which are able to provide diverse functionalities to users all along the product lifecycle. As example, it can track its own evolution which leads to gather helpful information. This new paradigm is fulfilled via the integration of specific electronic components into the product material. In this thesis, ultra-small wireless sensor nodes are used for concrete precast field. Indeed, storage of lifecycle information and data dissemination in communicating materials are very important issues. Therefore, this thesis provides a new protocol (USEE) for storing data by a systematic dissemination through the integrated sensor nodes. It guarantees that information could be retrieved in each piece of the concrete by intelligently managing data replication among each neighborhood of the sensor network. The protocol considers in the same set uniformity storage in the whole network, the data importance level, and the resource constraints of sensor nodes. Then, another new data retrieval protocol (RaWPG) is developed to extract the stored information. Castalia/OMNeT++ simulator is used to evaluate the performances of the proposed protocols

L’intérêt croissant de la communauté scientifique et industrielle ces dernières années pour les réseaux de capteurs sans fil (RCSF), a conduit à la définition de nouveaux protocoles normalisés prenant en compte les spécificités matérielles des nœuds utilisés. Dans la couche réseau, le protocole RPL (de l’acronyme anglais IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network) a été proposé en 2012 par l’IETF, comme standard de routage pour les réseaux dont les nœuds sont de type "LLN" (Low-power and Lossy Network), i.e. caractérisés par une faible autonomie énergique et transmettant sur des liens radios dotés d’un taux de perte de données élevé. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’optimisation du routage dans ces réseaux (notamment ceux utilisant la pile protocolaire TCP/IP), ainsi qu’à leur interconnexion efficace à Internet à des coûts soutenables. Tout d’abord, nous proposons deux fonctions d’objectif organisant le routage avec RPL. La première se sert de l’unique critère énergétique, avec comme objectif principal la maximisation de la durée de vie du réseau. Pour ce faire, nous avons implémenté un modèle d’estimation d’énergie, intégré par la suite aux nœuds pour leur permettre d’estimer en temps réel leur énergie résiduelle. La deuxième fonction d’objectif proposée, vise à combiner plusieurs critères pour la prise en compte de la qualité de service durant le routage. Nous développons un modèle à base de la logique floue pour mettre en œuvre la combinaison. En effet, elle nous permet d’obtenir un bon compromis entre les différentes entrées et requiert une empreinte mémoire faible. Dans la dernière partie de cette thèse, nous concevons et implémentons une architecture d’activation de passerelles permettant d’assurer une connexion Internet efficace de divers RCSFs utilisant RPL, pour la réalisation de la vision de l’Internet des Objets / In recent years, the growing interest of scientific and industrial community has led to the standardization of new protocols that consider the unique requirements of Wireless Sensor Networks (WSN) nodes. At network layer, RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Network) has been proposed by IETF as the routing standard for network that uses LLN nodes, namely, those where both nodes and their interconnects are constrained. They operate on low-power embedded batteries and use lossy links, making communications unreliable and lead to a significant data loss rates. This thesis aims to optimize the routing in WSNs (especially those using TCP/IP protocol stack), as well as their efficient and cost-effective connection to the Internet. First, we have proposed two new RPL objective functions. The first uses as unique routing criterion, the node remaining energy with the goal of maximizing the network lifetime. An energy model that allows the nodes to dynamically estimate their remaining energy at runtime has been implemented and integrate to the protocol. The second objective function uses fuzzy logic reasoning to combine several criteria to take Quality of Service into account. Indeed, this scheme provides a good trade-off on several inputs and requires a low memory footprint. In the last part of this thesis, we designed and implemented an architecture that enable an efficient integration of several RPL based WSNs to the Internet to achieve the Internet of Things vision