Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2623.pdf: 2743696 bytes, checksum: cc0c40ac7065c499f2cd408b70711f1d (MD5) Previous issue date: 2009-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / This thesis presents an approach to Development based on Model-Driven Architecture, of Ubiquitous Applications Domain Software Product Lines. The approach uses Model-Driven Architecture to facilitate the modeling reuse of the same application in different architectures of the Ubiquitous Computing. With focus in the problem domain, the Software Product Lines core is developed and it is reused in the products construction. One of the assets that composed the Software Product Lines is the Ubiquitous Computing Framework, developed to attend the non functional requirements of Ubiquitous Computing. The CASE tool, called MVCASE, makes automatic part of the activities in the proposed approach. / Essa dissertação apresenta uma Abordagem para Desenvolvimento baseado em Model-Driven Architecture, de Linha de Produto de Software orientada a domínios de Aplicações Ubíquas. A abordagem utiliza a Model-Driven Architecture para melhor atender as diversidades de arquiteturas da Computação Ubíqua e facilitar o reuso. Com foco no domínio do problema, desenvolve-se o Core Asset, núcleo da Linha de Produto de Software, que é reutilizado na construção dos produtos derivados da linha. Um dos artefatos do Core Asset é Ubiquitous Computing Framework construído para atender os requisitos não funcionais da Computação Ubíqua. Uma ferramenta CASE, denominada MVCASE, automatiza grande parte do processo da Model-Driven Architecture, desde a modelagem até a geração parcial de código.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-23T18:25:13Z No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:23:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:23:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T14:23:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The popularization of mobile devices capable of communicating via wireless network technologies allows us to consider different scenarios in which these devices may autonomously interact with each other. The envisioned communications would occur in a P2P fashion, as each device could simultaneously provide and consume services. A mechanism for dynamically discovering nearby devices and the available services would be necessary. Although a few existing applications already provide the direct interaction among devices they are purpose-specific and rely on pre-configured information for identifying other devices. A service-oriented architecture (SOA), based on HTTP requests and the REST or SOAP protocols, is commonly used in this type of communication. However, automatically finding available known services is still challenging. Service discovery is usually based exclusively on service name, which is not very flexible. This work proposes a new model for the direct interaction between computing devices. In an attempt to facilitate service discovery and selection we propose a content centric model in which interactions are defined according to an object’s type and the action to be applied to it. The proposed approach can workatop of existing discovery protocols, based on extensible metadata fields and on existing service data. Our proposal is evaluated according to i) the viability of direct communication between nearby devices, even when carried by users or associated to vehicles; ii) the proposed service discovery and matching using the content centric approach; iii) the effectiveness of a middleware to support the development of generic applications for direct device communication. Simulation results show our proposed model is viable. A preliminary implementation of the middleware was also evaluated and the results show that spontaneous, opportunistic, service-based interactions among devices can be achieved for different types of services. / A popularização de dispositivos móveis dotados de capacidade de comunicação sem fio possibilita a criação de ambientes onde estes dispositivos interagem diretamente entre si. Essas comunicações ocorrem no modelo P2P, de forma que cada dispositivo pode implementar simultaneamente papéis de cliente e de servidor. Contudo, para que ocorram interações di- retas entre dispositivos através de aplicações, é preciso que estes dispositivos implementem algum mecanismo de descoberta. Atualmente, a maioria das aplicações que se comunicam diretamente utilizam informações pré-configuradas para identificação de dispositivos e serviços. Uma forma utilizada para interação entre dispositivos é através da oferta e consumo de serviços utilizando a arquitetura orientada a serviços (SOA), baseada em requisições HTTP utilizando os padrões REST ou SOAP. Um problema recorrente para consumidores de serviços é a identificação de serviços disponíveis. A identificação utilizada em protoco- los de descoberta existentes baseia-se apenas no nome do serviço, salvo em comunicações pré-configuradas, o que não apresenta flexibilidade para descobrir novos serviços. De forma a facilitar a troca de informações entre dispositivos, este trabalho propõe um modelo em que interações diretas entre dispositivos sejam centradas no conteúdo envolvido na interação e nas ações que se deseja realizar sobre eles. Para tanto, uma identificação de serviço pode ser baseada em metadados que são adicionados às descrições de serviços existentes, ou em informações obtidas com protocolos de descoberta de serviço existentes. Para avaliar o modelo proposto, esse trabalho apresenta um estudo sobre i) a viabilidade de interações diretas entre dispositivos, considerando suas mobilidades; ii) o uso de um modelo de interação centrado em conteúdo e ação; iii) o desenvolvimento de um Middleware para simplificar o desenvolvimento de aplicações que usem o modelo de serviço proposto. Os resultados de simulação obtidos mostram que o modelo é viável. Além disso, uma versão preliminar do Middleware proposto foi avaliada e mostra que a interação direta entre dispositivos pode ocorrer de forma oportunística e espontânea.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The researches about gestural interfaces have been grown significantly. In particular, after the development of sensors that can accurately capture bodily movements. Consequently, several fields arise for the application of these technologies. Among them stands the 3D modeling industry, which is characterized by having robust software. However, these software often lack a facilitator human-computer interface. This happens since the interaction is usually enabled by 2 degrees of freedom mouse. Due to these limitations, common tasks such as rotate the scene viewpoint or move an object are hardly assimilated by users. This discomfort with the usual and complex 3D modeling software interface is one of the reasons that lead to quit its use. In this context, Natural User Interfaces stand out by exploring the natural human gestures in a better way, in order to promote a more intuitive interface. This work presents a system that allows the user to perform 3D modeling using poses and hand gestures, providing an interface with 3 degrees of freedom. An evaluation was conducted with 10 people, to validate the strategy and application proposed. In this evaluation the participants reported that the system has potential to become an innovative interface, despite its limitations. Overall, the hand tracking approach to 3D modeling seems to be promising and deserves further investigation. / As pesquisas na área de interfaces gestuais vêm crescendo significativamente. Em especial, após o desenvolvimento de sensores que podem capturar movimentos corporais com precisão. Como consequência, surgem diversos campos para a aplicação destas tecnologias. Dentre eles, destaca-se o setor de modelagem 3D, o qual é marcado por possuir programas robustos. Entretanto, estes são muitas vezes ausentes de uma interface homem-computador facilitadora. Isto porque a interação, normalmente, é viabilizada pelo mouse com 2 graus de liberdade. Devido a estas limitações, tarefas frequentes como rotacionar o ponto de vista da cena e transladar um objeto são assimiladas pelo usuário com dificuldade. Este desconforto perante a usual e complexa interface dos programas para modelagem 3D é um dos fatores que culminam na desistência de seu uso. Neste contexto, Natural User Interfaces se destacam, por melhor explorar os gestos naturais humanos, a fim de promover uma interface mais intuitiva. Neste trabalho é apresentado um sistema que permite ao usuário realizar a modelagem 3D por meio de poses e gestos com as mãos provendo uma interface com 3 graus de liberdade. Uma avaliação foi conduzida com 10 pessoas, a fim de validar a estratégia e a aplicação proposta. Nesta avaliação os participantes reportaram que o sistema tem potencial para se tornar uma interface inovadora, a despeito de suas limitações. Em geral, a abordagem de rastreamento das mãos para modelagem 3D parece ser promissora e merece uma investigação mais aprofundada. / Mestre em Ciências

This research is part of an exploratory study that focuses on the observation and analysis of the integration of the tablet in the classroom, and it takes part of the «EduTablettes-86» project (Poitiers, France). This study addresses the «pervasive computing» or «ubiquitous computing» as an approach that allows us to understand the direction of technology and its relation to the use of the tablet in the school, in addition, the theory of «situated action» is used as a reference and it makes possible to study the tablet in an application context, besides that, it includes the notion of communication «Human-Machine» to understand and to reflect on the interaction: teacher-student-tablet. We made use of the «ethnomethodology» as a method to understand the organization and structuring of a class session. / La investigación realizada se enmarca dentro de un estudio de carácter exploratorio que se centra en la observación y el análisis de la integración de la tablet en el aula escolar, y que forma parte del proyecto «EduTablettes-86» (Poitiers-Francia). Este trabajo aborda la «computación pervasiva» o «computación ubicua» como enfoque que permite entender la orientación de la tecnología y su relación con el uso de la tablet en el ámbito escolar; se emplea como referencia la teoría de la «acción situada» que hace posible el estudio de la tablet en su contexto de aplicación, e incorpora la noción de la comunicación «hombre-máquina» para comprender y reflexionar sobre la interacción: profesor-alumno-tablet. Se hizo uso de la «etnometodología» como método que permite entender la organización y estructuración de una sesión de clase. / A pesquisa é parte de um estudo exploratório que se concentra na observaçãoe análise da integração do tablet na sala de aula, e faz parte do projeto «EduTablettes-86» (Poitiers, França). Este trabalho aborda a «computação pervasiva» ou a «computação ubíqua» como uma abordagem que nos permite compreender o sentido da tecnologia e sua relação com o uso do tablet na escola, além disso, a «ação situada» é usada como a teoria de referência que faz que seja possível estudar o tablet no seu contexto de aplicação, e incluise a noção de comunicação «Homem-Máquina» para compreender e refletir sobre a interação: professor-aluno-tablet. Fizemos uso da «etnometodologia» como um método paracompreender a organização e estruturação de uma sessão de aula.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O principal propÃsito da ComputaÃÃo UbÃqua à o fornecimento de informaÃÃes e funcionalidades necessÃrias para ajudar as pessoas em suas tarefas cotidianas, de maneira proativa e transparente, a qualquer instante e em qualquer lugar. O desenvolvimento de sistemas ubÃquos envolve um conjunto de requisitos desafiadores, dentre eles: sensibilidade ao contexto, que permite que os sistemas adaptem o seu comportamento para responder de forma apropriada diante de mudanÃas do ambiente; e dependabilidade, que està relacionado à capacidade dos sistemas de prestarem um serviÃo os quais ofereÃam fortes indÃcios de que sÃo confiÃveis. Em relaÃÃo aos atributos de dependabilidade, negligenciÃ-los pode trazer desde pequenas insatisfaÃÃes atà graves riscos à integridade fÃsica dos usuÃrios. O tratamento de exceÃÃes à uma das principais tÃcnicas de tolerÃncia a faltas empregadas no desenvolvimento de software para atingir maiores nÃveis de dependabilidade. Essa tÃcnica, apesar de jà ser amplamente utilizada no desenvolvimento de software tradicional, ainda à pouco empregada no desenvolvimento de sistemas ubÃquos. Isso ocorre em virtude das caracterÃsticas e requisitos desafiadores desse tipo de sistema, dentre os quais se destacam a sensibilidade ao contexto e a distribuiÃÃo, a qual pode fazer com que as possibilidades necessÃrias de tratamento de exceÃÃes de um sistema como um todo seja maior do que a soma das possibilidades de tratamento de exceÃÃes das partes que o compÃe. Portanto, essa dissertaÃÃo tem como objetivo propor um mecanismo de tratamento de exceÃÃes sensÃvel ao contexto para sistemas ubÃquos orientados a tarefas. O mecanismo proposto à disponibilizado atravÃs de um framework, denominado FRonTES, que permite a reutilizaÃÃo do mecanismo. AtravÃs da utilizaÃÃo desse framework, funcionalidades do sistema podem ser implementadas sob uma abstraÃÃo de tarefa, que responde de maneira adequada a mudanÃas de contexto, detectando e tratando situaÃÃes excepcionais. Para a validaÃÃo do mecanismo proposto foi implementado um protÃtipo de sistema de controle de estacionamento ubÃquo como uma prova de conceito, que foca na demonstraÃÃo de como sÃo implementadas as tarefas que compÃem esse sistema e como sÃo definidas as exceÃÃes contextuais e seus tratadores. / The main purpose of ubiquitous computing is to provide information and features needed to help people in their daily tasks, proactively and transparently, at any time and anywhere. The development of ubiquitous systems involves a set of challenging requirements, including: context awareness, which allows systems to adapt their behavior to respond appropriately in the face of environmental changes, and dependability, which is related to the ability of systems provide a service which offer strong indications that are reliable. Regarding the attributes of dependability, neglecting them can bring grievances from small to severe risks to the physical integrity of the users. Exception handling is a major fault tolerance techniques used in software development to achieve greater levels of dependability. This technique, even though it is widely used in traditional software development, it is still not widely used in the development of ubiquitous systems. This is due to challenging requirements and characteristics of this type of system, among which we highlight the sensitivity to the context and distribution, which can make the necessary possibilities of handling exceptions in a system as a whole is greater than the sum of possibilities for exception handling of the parts that compose it. Therefore, this dissertation aims to propose a mechanism for exception handling context-sensitive ubiquitous systems for task-oriented. The proposed mechanism is available through a framework called foreheads, which allows the reuse mechanism. By using this framework, system functionality can be implemented on an abstraction task, which responds appropriately to changes in context, detecting and treating exceptional situations. To validate the proposed mechanism was implemented a prototype system of parking control ubiquitous as a proof of concept, which focuses on demonstration of how the tasks are implemented that make up this system and how they are defined exceptions contextual and their handlers.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / nÃo hà / A evoluÃÃo das tecnologias mÃveis favorece o surgimento de sistemas capazes de antever as necessidades do usuÃrio e se adaptar Ãs variaÃÃes de seu contexto de forma imperceptÃvel. Tais sistemas, denominados sistemas ubÃquos, enfrentam o desafio da adaptaÃÃo dinÃmica em um cenÃrio altamente distribuÃdo, heterogÃneo e volÃtil, uma vez que pode se tornar difÃcil coletar e processar informaÃÃes contextuais oriundas de fontes desconhecidas e distribuÃdas. O problema em questÃo à o gerenciamento de dados contextuais em cenÃrios sujeitos a mobilidade e conexÃes intermitentes entre dispositivos mÃveis e servidores. A fim de facilitar o desenvolvimento de sistemas ubÃquos, este trabalho estende um sistema de suporte existente, chamado SysSU (LIMA et al., 2011), que foi baseado em espaÃos de tuplas centralizado. Com o objetivo de gerenciar informaÃÃes de contexto distribuÃdas, à adotada uma abordagem de espaÃo de tuplas descentralizada, oferecendo aos componentes dos sistemas ubÃquos a capacidade de interaÃÃo e cooperaÃÃo em situaÃÃes de total descentralizaÃÃo. Sendo assim, esta dissertaÃÃo propÃe o SysSU-DTS (System Support for Ubiquity - Distribute Tuple Space), um sistema de suporte que fornece a funcionalidade de coordenaÃÃo de sistemas ubÃquos em ambientes abertos, onde nenhuma suposiÃÃo sobre os recursos disponÃveis deve ser feita. O SysSU-DTS à focado em sistemas ubÃquos baseado em dispositivos mÃveis, como smartphones, tablets e ultrabooks, que podem se comunicar atravÃs de redes mÃveis Ad hoc (MANET - Mobile Ad hoc Network). O SysSU-DTS representa informaÃÃes contextuais por meio de tuplas e permite o acesso transparente a informaÃÃes de contexto disponÃveis, estejam elas localizadas dentro do dispositivo mÃvel, em um servidor ou em outro dispositivo mÃvel prÃximo. A partir do acesso a informaÃÃes de contexto oriundas de diferentes provedores, as aplicaÃÃes ubÃquas e sensÃveis ao contexto que adotem o suporte do SysSU-DTS podem ter uma visÃo do contexto global das entidades envolvidas no sistema. AlÃm disso, o SysSU-DTS implementa um mecanismo de escopo que permite a formaÃÃo de subconjuntos de informaÃÃes contextuais disponÃveis, evitando gerenciamento de informaÃÃes desnecessÃrias. SÃo apresentados resultados experimentais obtidos em uma avaliaÃÃo de desempenho realizada em um testbed composto por smartphones e tablets. Esta avaliaÃÃo demonstra a viabilidade prÃtica da abordagem proposta e como o SysSU-DTS promove a distribuiÃÃo de informaÃÃes de contexto adaptando-se dinamicamente a provedores de contexto locais, infra-estruturados e distribuÃdos em redes Ad hoc. / The evolution of mobile technologies allows the emerging of ubiquitous systems, able to anticipate userâs needs and to seamlessly adapt to context changes. These systems present the problem of dynamic adaptation in a highly distributed, heterogeneous and volatile environment, since it may be difficult to collect and process context information from distributed unknown sources. The problem faced is the management of contextual data in scenarios with mobility and intermittent connections between mobile devices and servers. In order to facilitate the development of such systems, this work extends an existing support system based on centralized tuple spaces, called SysSU (LIMA et al., 2011), aiming at the management of distributed information. Hence, a decentralized tuple space approach is adopted, offering to ubiquitous systems components the capability of interaction and cooperation in scenarios of total decentralization. Thus, this work introduces SysSU-DTS (System Support for Ubiquity - Distribute Tuple Space), a system support that provides functionality for coordinating ubiquitous systems in open environments, where no assumptions about available resources should be made. It focuses on ubiquitous systems based on mobile devices such as smartphones, tablets and ultrabooks, which can communicate through a Mobile Ad hoc Network (MANET). SysSU-DTS represents context information by tuples and allows a transparent access to spread context, as follows: (i)local access, which accesses an internal device tuple space; (ii) infrastructured access, tuple spaces located on a server accessed using an infrastructured network; or (iii) Ad hoc access, interacting directly with tuple spaces located in nearby devices via the formation of an Ad hoc network. From the access to different context providers, ubiquitous and context-aware applications, using SysSU-DTSs support, can have an insight of global context related to the system entities. In addition, SysSU-DTS implements a scope mechanism that allows the formation of available contextual information subsets. This mechanism restricts access to contextual tuples only to members of the same scope, avoiding unnecessary information management. This dissertation reports some experimental results obtained in a performance evaluation using a testbed of smartphones and tablets. The evaluation shows the practical feasibility of our approach and point out how SysSU-DTS can grant context data distribution with dynamically adapting to local, infrastructured and distributed over Ad hoc networks context providers.

Descreve-se o contexto da chamada computação ubíqua com relação à banalização da computação e sua presença no ambiente urbano e nos produtos industriais de consumo de massa. Descreve-se e analisa-se a principal característica deste contexto, a complexidade. Como primeira tentativa de se lidar com o projeto para a complexidade, recupera-se a abordagem de projeto denominada Metadesign, descendente da abordagem formalista da Escola de Design de Ulm. Desenvolve-se uma atualização deste método delimitando-se quatro características principais: níveis de abstração, projeto procedimental, propriedades emergentes e topologia. Critica-se essa primeira tentativa do Metadesign, e propõe-se uma opção, a denominada Arquitetura Livre, que questiona os procedimentos estabelecidos de projeto justamente onde eles se aproximam do formalismo identificado no Metadesign. A Arquitetura Livre baseia-se em apropriações do Pósestruturalismo, da Fenomenologia, Ecologia de Mídias e do Software Livre, procurando uma abordagem de projeto não-determinista e não-instrumental a respeito da complexidade. / We describe the context of ubiquitous computing as related to the computers popularization and its presence in the urban environment and in industrial products of mass consumption. We describe and analyze the main feature of this context: its complexity. As a first attempt at dealing with the design of complexity, we recall a design approach known as Metadesign, which derived from the formalist approach of the Ulm School of Design. We propose an update of this method regarding four main characteristics: levels of abstraction, procedural design, emergent properties and topology. We criticize this first attempt based on Metadesign, and we propose an option, what we call Arquitetura Livre, which questions established design procedures exactly on what they have in common with the formalism identified in Metadesign. Arquitetura Livre is based on appropriations from Post-structuralism, Phenomenology, Media Ecology and Free Software, seeking a design approach that is non-deterministic and non-instrumental with regard to complexity.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-06T18:16:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) SISTEMA DE PREDIÇÃO DE ESTADOS DE TRANSDUTORES PARA AMBIEN.pdf: 2277201 bytes, checksum: 566bf1bfadd889426473a7471d98ef39 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T18:16:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) SISTEMA DE PREDIÇÃO DE ESTADOS DE TRANSDUTORES PARA AMBIEN.pdf: 2277201 bytes, checksum: 566bf1bfadd889426473a7471d98ef39 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / CNPq / Nos Ambientes Inteligentes, os dispositivos colaboram entre si para auxiliar o usuário de forma não intrusiva. Uma forma de auxílio é antecipar as ações do usuário e realizá-las por ele ou facilitar a sua realização. Esse trabalho propõe um framework para a predição das ações do usuário pelo aprendizado do seu comportamento e hábitos enquanto ele interage com o Ambiente Inteligente. As ações do usuário é considerada como sendo a troca do valor de um transdutor (sensor ou atuador). A interação do usuário com o Ambiente Inteligente produz o contexto que é utilizado para a predição das ações. O preditor é um algoritmo de classificação supervisionada que aprende os padrões de comportamento do habitante do Ambiente Inteligente. Portanto, a solução proposta pode prover um serviço personalizado e adaptativo ao invés de um conjunto de regras predefinido por humanos. O preditor trabalha apenas com um transdutor alvo e para prever valores de mais transdutores, mais preditores devem ser treinados. A solução proposta é projetada para funcionar automaticamente sem a necessidade de interferência humana. Isso faz com que o habitante do Ambiente Inteligente sinta-se mais confortável já que sua privacidade estará protegida. Todas as informações para treinar o preditor podem ser obtidas diretamente dos transdutores do Ambiente Inteligente. Não existe a necessidade de anotação manual dos dados e nem dados extras como tipo do transdutor, localização do transdutor ou objeto ao qual o transdutor está acoplado. Isso aumenta a facilidade de instalação dos transdutores no Ambiente Inteligente. A saída do preditor pode tanto controlar diretamente um atuador ou ser enviada a um agente de software. Esse agente pode verificar condições de segurança ou requisitos de gerenciamento de energia antes de tomar a decisão. O foco desse trabalho é a geração de uma base de dados com os dados do contexto para o treinamento do preditor responsável por decidir se o transdutor alvo deverá ou não mudar seu valor. Vários parâmetros são considerados como o tamanho do período de treinamento, quantidade de ativações passadas que serão consideradas e quais são os transdutores mais relevantes para a predição. A solução proposta atinge uma melhora significativa para todos os transdutores estudados e a maioria das combinações de parâmetros da geração da base de dados possuem resultados melhores que o caso base. Além disso, os nossos resultados são superiores às outras soluções da literatura. / Smart environments possess devices that collaborate to help the user non-intrusively. One possible aid smart environment offer is to anticipate user’s tasks and perform them on his/her behalf or facilitate the action completion. In this work, we propose a framework that predicts user’s actions by learning his/her behavior when interacting with the smart environment. The user actions are considered as being the value change of a transducer (sensor or actuator). The user interaction with the smart environment produces the context used to predict the actions. The predictor is a supervised classification algorithm that learns the smart environment inhabitant behavior patterns. Therefore, the proposed solution can provide a personalized and adaptive service instead of a human predefined set of rules. The predictor works with only one transducer and to predict the values of several transducers, more predictors must be trained. The proposed solution is designed to work automatically without the need of human interference. That makes the smart environment inhabitant more comfortable since his/her privacy is protected. All the information needed to train the predictor can be obtained directly from the smart environment transducers. There is no need for manual data annotation or extra data such as transducer type, transducer location or which object the transducer is attached to. This facilitates the transducer installation in the smart environment. The predictor output can either control directly an actuator or be sent to an software agent. This software agent can check for security or energy constraints before making the decision. This work focus on prepare datasets and train a predictor that is responsible to decide whether a target transducer value should be changed or not. Several parameters are considered such as the training period size, amount of previous transducer activations considered and which are the most relevant transducers for the prediction. Our solution achieves a significant improvement for all target transducers studied and most combinations of parameters yields better results than the base case. Our results are superior to other solutions in the literature.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A computaÃÃo ubÃqua à um paradigma computacional de grande abrangÃncia, com aplicabilidades tanto para o cotidiano de um cidadÃo comum quanto para o tratamento de informaÃÃes complexas em ambientes hospitalares. Este paradigma propÃe uma nova forma de interaÃÃo homem-computador baseada na proatividade dos computadores para facilitar a vida dos usuÃrios. Entretanto, tal forma de interaÃÃo demanda um alto grau de colaboraÃÃo e comunicaÃÃo entre os elementos computacionais que compÃem os ambientes mÃveis e ubÃquos. Um dos principais desafios està relacionado a maneira de como conceber sistemas de software capazes de lidar com a alta variaÃÃo de recursos e serviÃos, alÃm de garantir a interoperabilidade entre os diversos elementos computacionais que compÃem estes ambientes. Este trabalho propÃe, entÃo, um middleware adaptativo para ambientes mÃveis e ubÃquos com o objetivo de solucionar problemas de heterogeneidade e dinamicidade. Para diminuir o acoplamento entre o middleware proposto e as aplicaÃÃes que o utilizam, esta dissertaÃÃo tambÃm propÃe um processo de composiÃÃo de software. O middleware utiliza mecanismos de adaptaÃÃo dinÃmica e suporte ao desenvolvimento de software sensÃvel ao contexto, e o processo de composiÃÃo faz uso de tÃcnicas de ProgramaÃÃo Orientada a Aspectos (POA). Um estudo de caso à desenvolvido para avaliar a funcionalidade do middleware adaptativo e demonstrar a utilizaÃÃo do processo de composiÃÃo. AlÃm disso, uma anÃlise de desempenho à apresentada para medir o impacto provocado pelo uso do middleware proposto em um ambiente de rede sem fio. / Ubiquitous computing is an extensive computational paradigm, which can provide solutions to regular citizens or can be useful to handle complex medical environment data, for example. This paradigm proposes a new human-computer interaction approach based on the proactivity of computers that makes usersâ life easier. However, this approach demands a high level of collaboration and communication among the computational elements that compose the mobile and ubiquitous environments. One of the main challenges is related to the way of conceiving software systems capable of dealing with the high variation of resources and services, along with guaranteeing the interoperability among the diversity of computational elements that compose these environments. Therefore, this work proposes an adaptive middleware for mÃbile and ubiquitous environments that intends to solve heterogeneity and dynamicity problems. This dissertation also proposes a software composition process to reduce coupling between the proposed middleware and applications. The middleware uses dynamic adaptation and support for context-aware software development mechanisms, and the composition process uses Aspect-Oriented Programming (AOP) techniques. A case study is developed to evaluate the adaptive middlewareâs functionalities and demonstrate the composing process. Furthermore, a performance analysis is presented to measure the proposed middlewareâs impact in a wireless network.

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T07:19:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraFilho_JorgeLimade_D.pdf: 4901235 bytes, checksum: e6b9bb2a16e6d8b4b4cac7d26265847a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Atualmente há uma necessidade das pessoas estarem conectadas a todo o momento e em qualquer lugar utilizando seus MNs (Mobile Nodes) para realizarem suas tarefas. É desejável uma Internet disponível a todo instante. Porém, a integração das redes sem fio de tecnologias diferentes apresenta vários desafios, como por exemplo, manter a continuidade dos serviços que rodam no MN quando há uma troca de rede. Percebendo a demanda crescente por mobilidade e de uma necessidade de uma Internet ubíqua, o IEEE padronizou um conjunto de serviços e protocolos com o intuito de integrar as redes de diferentes tecnologias denominadas IEEE 802.21. Entretanto, não fazem parte do padrão alguns mecanismos necessários para suportar mobilidade nas redes heterogêneas, como por exemplo, o algoritmo de decisão para a escolha da rede e o mecanismo de gerência de handover. Além disso, a demanda por mobilidade exige um mecanismo de gerência diferenciado devido à heterogeneidade dos elementos e a dinâmica do ambiente das redes sem fio heterogêneas. Para lidar com esses desafios, este trabalho apresenta uma arquitetura de gerência de mobilidade cognitiva para redes sem fio heterogêneas. Essa arquitetura é baseada no IEEE 802.21 e é capaz de integrar diversas redes com tecnologias diferentes e de suportar mobilidade mantendo a continuidade dos serviços quando o MN troca de uma rede para outra. Foi desenvolvido para esta arquitetura um algoritmo cognitivo de decisão de handover que seleciona as redes baseado nas experiências prévias dos MNs. Esse algoritmo utiliza como métrica de decisão as perdas dos fluxos TCP configurados nos MNs. O módulo cognitivo embutido na arquitetura foi uma evolução do resultado de pesquisa da nossa proposta de um algoritmo cognitivo para reconfiguração dos parâmetros do IEEE 802.11, denominado CogMAC. O CogMAC é uma proposta descentralizada, ou seja, os MNs que o implementam não possuem uma visão total da rede, cada MN individualmente é capaz de monitorar o desempenho e reconfigurar os parâmetros da subcamada MAC para evitar degradação do desempenho devido a mudanças nas condições da rede. O CogMAC é avaliado através de simulações e de um testbed real e os resultados comparados confirmam sua eficácia. Já a arquitetura de gerência cognitiva é avaliada através de simulações, e os resultados são comparados com o algoritmo que prioriza a conexão das redes WiFi. Os resultados obtidos confirmam também o bom desempenho da arquitetura proposta / Abstract: The mobile nodes (MNs) have become popular nowadays, the rapid increase in the use of wireless technologies has changed the behavior of individuals and businesses in the way they communicate. Currently, there is a demand for people to be connected all time and everywhere by using their MNs to perform their tasks. It is desirable to have a ubiquitous Internet, available at any moment and everywhere. However, the integration of heterogeneous wireless networks introduces several challenges. One of the most challenging issues is service continuity during handovers. As a result of the high demand for mobility, IEEE has created a set of services and protocols in order to integrate heterogeneous networks, called IEEE 802.21. However, there are no mechanisms in the standard in order to support mobility in heterogeneous networks, such as decision algorithms and mechanisms to perform the handover. Moreover, the mobility demand requires a special management mechanism due to the elements' diversity and the dynamic environment of the heterogeneous wireless networks. In order to tackle these challenges, this work presents cognitive mobility management architecture for heterogeneous wireless networks. This architecture is based on the IEEE 802.21 and is able to integrate different networks with different technologies and supporting mobility while maintaining service continuity when the MN performs a handover. A handover decision algorithm was developed for this architecture to select networks based on the previous experiences of MNs. This algorithm uses as decision metric the TCP loss in the MNs. The cognitive module in the architecture is an evolution of research results of our proposed algorithm for reconfiguration of cognitive parameters of the IEEE 802.11, called CogMAC. The CogMAC is a completely distributed proposal capable to monitor the MAC layer performance and react to changes to avoid performance degradation. The CogMAC is evaluated by simulations and real testbed and the results are compared with the first-WiFi algorithm. This algorithm prioritizes the connection of WiFi networks. The results also confirm the good performance of the proposed architecture / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação