Experimentos ambientais são fundamentais para entender os efeitos das mudanças climáticas, como o decréscimo de polinizadores encontrados na natureza. Esses experimentos devem ser compartilhados com uma metodologia integrada. Desenvolver e aplicar ferramentas de tecnologia da informação em diferentes áreas de pesquisa é primordial para melhorar processos de controle e análise de dados, sem requisitar que pesquisadores de outras áreas tenham conhecimentos avançados em tecnologias da computação. Para isso, é importante a utilização de uma infraestrutura de hardware e software aberta e disponível aos pesquisadores, por meio de portais na web conhecidos como Weblabs, para aquisição e compartilhamento de dados obtidos através de sensores. Este trabalho apresenta uma arquitetura de sistemas de informação para a implementação de Weblabs a partir dos conceitos de SOA, para solucionar o problema de heterogeneidade e interoperabilidade de ambientes, visto que os dados são coletados por diferentes tecnologias de redes de sensores em suas bases de dados. Para tanto, fez-se necessária a modelagem de uma base de dados central capaz de armazenar dados oriundos de diferentes sistemas, acessíveis por meio do consumo de serviços disponibilizados pelo Weblab. / Environmental experiments are fundamental to understand the effects of climate change, such as the decline of pollinators in nature. These experiments should be shared with an integrated methodology. Develop and apply tools of information technology in different areas of research is essential for improving process control and data analysis, without requiring that researchers from other fields have advanced knowledge in computing technologies. For this it is important to use an open infrastructure of hardware and software made available to researchers through web portals, known as Weblab for acquisition and sharing of data obtained by sensors. This paper presents a model of information systems architecture for the implementation of a Weblab based on the concepts of SOA, to solve the problem of heterogeneity and interoperability of environments, since the data is collected by different network technologies of sensors in its databases. It was necessary for the modeling of central database capable of storing data from different systems accessible through the consumption of the service provided by the Weblab.

Experimentos ambientais são fundamentais para entender os efeitos das mudanças climáticas, como o decréscimo de polinizadores encontrados na natureza. Esses experimentos devem ser compartilhados com uma metodologia integrada. Desenvolver e aplicar ferramentas de tecnologia da informação em diferentes áreas de pesquisa é primordial para melhorar processos de controle e análise de dados, sem requisitar que pesquisadores de outras áreas tenham conhecimentos avançados em tecnologias da computação. Para isso, é importante a utilização de uma infraestrutura de hardware e software aberta e disponível aos pesquisadores, por meio de portais na web conhecidos como Weblabs, para aquisição e compartilhamento de dados obtidos através de sensores. Este trabalho apresenta uma arquitetura de sistemas de informação para a implementação de Weblabs a partir dos conceitos de SOA, para solucionar o problema de heterogeneidade e interoperabilidade de ambientes, visto que os dados são coletados por diferentes tecnologias de redes de sensores em suas bases de dados. Para tanto, fez-se necessária a modelagem de uma base de dados central capaz de armazenar dados oriundos de diferentes sistemas, acessíveis por meio do consumo de serviços disponibilizados pelo Weblab. / Environmental experiments are fundamental to understand the effects of climate change, such as the decline of pollinators in nature. These experiments should be shared with an integrated methodology. Develop and apply tools of information technology in different areas of research is essential for improving process control and data analysis, without requiring that researchers from other fields have advanced knowledge in computing technologies. For this it is important to use an open infrastructure of hardware and software made available to researchers through web portals, known as Weblab for acquisition and sharing of data obtained by sensors. This paper presents a model of information systems architecture for the implementation of a Weblab based on the concepts of SOA, to solve the problem of heterogeneity and interoperability of environments, since the data is collected by different network technologies of sensors in its databases. It was necessary for the modeling of central database capable of storing data from different systems accessible through the consumption of the service provided by the Weblab.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Paschoal Junior.pdf: 2150280 bytes, checksum: ee41dacf67ade1bc85e4079bb4303009 (MD5) Previous issue date: 2006-08-30 / The association of Web Technology with instrument automation and control by computer has made possible the development of the so called Remote Laboratories or WebLabs distributed environments that allow to access and control experiments remotely through the Internet. In this work, a WebLab was developed for the remote measurement of the attenuation coefficient in an optical fiber. The instrument control and the data acquisition are implemented through GPIB interfaces and the instrumentation program LabView. The remote control of the experiment is implemented by using a double Client/Server architecture. The WebLab was integrated to a virtual learning environment implemented with the software MOODLE, enabling its use in the context of on-line courses or in supporting activities in face-to-face courses, and will be connected to the KyaTera Network, allowing the remote experiment sharing with all participant laboratories and research groups. / A associação da tecnologia Web com a automação e controle de instrumentos por computador tornou possível o desenvolvimento dos chamados Laboratórios Remotos ou WebLabs - ambientes distribuídos que permitem acessar e controlar experimentos remotamente através da Internet. Neste trabalho, foi desenvolvido um WebLab para medida remota do coeficiente de atenuação em uma fibra óptica. O controle dos instrumentos e a aquisição dos dados do experimento são implementados através de interfaces GPIB e do programa de instrumentação LabView. O controle remoto do experimento é implementado utilizando-se uma arquitetura Cliente/Servidor dupla. O WebLab foi integrado a um ambiente virtual de ensino-aprendizagem implementado com o programa MOODLE, viabilizando a sua utilização no contexto de cursos on-line ou em atividades de apoio a cursos presenciais, e estará conectado à Rede KyaTera do Programa TIDIA da FAPESP, permitindo compartilhar experimentos remotos com todos os laboratórios e grupos de pesquisa participantes.

A utilização de vídeos em laboratórios baseados em redes de computadores (weblabs) para pesquisa de abelhas está sendo conduzida como parte do projeto ViNCES (Virtual Network Center of Ecosystem Services), um consórcio de pesquisa composto pelo LAA (Laboratório de Automação Agrícola da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo) e o Laboratório de Abelhas do Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. O ViNCES é um membro do Kyatera, uma rede de computadores acadêmica de alta velocidade que tem como objetivos o desenvolvimento de aplicações e tecnologias para a Internet Avançada. Nesse contexto, o Weblab de abelhas, denominado BBBee, permite a realização de pesquisa e observação à distância da entrada de uma colméias, sendo coletadas e transmitidas informações de condições climáticas, de áudio e vídeo. O áudio e o vídeo da colméia são transmitidos em rede local e pela Internet por meio de streaming em tempo real. Os requisitos de largura de banda para transmissões de vídeo costumam ser elevados, e a qualidade obtida após o processo de compressão convencional, em geral, é baixa, podendo afetar ou dificultar a pesquisa. Além disso, está prevista a transmissão de vídeos de Alta Definição para weblab com o objetivo de melhorar a qualidade da informação, o que irá demandar maior largura de banda. Este trabalho propõe um algoritmo de codificação de vídeo para melhorar a qualidade das imagens transmitidas, ao mesmo tempo em que se reduzem os requisitos de largura de banda de transmissão e armazenagem, por meio da aplicação de técnicas de segmentação e rastreamento de objetos de vídeo. O algoritmo proposto foi implementado e testado utilizando vídeos capturados nas colméias e os resultados das análises em diversas condições são apresentados neste documento. Para avaliar a qualidade resultante do processo, foi utilizada uma métrica objetiva que permite avaliar a qualidade das imagens em relação às imagens de origem. Os resultados das análises proveram informações e direções para melhorias e futuras implementações. / The use of videos in web based laboratories over computer networks, known as weblabs, is being conducted for bee research as part of the ViNCES (Virtual Network Center of Ecosystem Services) project, a research consortium composed by: LAA (Laboratório de Automação Agrícola da Escola Politécnica) and the Laboratório de Abelhas of the Ecology Department of the Biosciences Institute. ViNCES is a member of Kyatera, a high speed academic computer network which aims at developing aplications and technologies for the Advanced Internet. The bee weblab, called BBBee, allows the research and observation of the interior of a beehive, in which are collected climate, audio and video data. Real time audio and video are broadcasted over the Internet and through a local network using streaming format. The bandwidth requirements for video transmission are usually high and the video quality after conventional compression standards is, in general, low and can interfere in the biological research. Also, High-Definition video transmission for weblab is planned to be implemented in order to provide better tools for the researcher, which will demand even higher network bandwidth. On this scenario, this work intends to provide a video codification algorithm to enhance the quality of the transmitted images, at the region of interest, and also reduce the transmission and storage requirements for some situations by using segmentation and tracking techniques for videos. A complete CODEC was implemented and tested with actual video, quality and data rates were measured and evaluated using an objective metric. The results of the analysis provided some indications of directions for future enhancements and implementations.

A utilização de vídeos em laboratórios baseados em redes de computadores (weblabs) para pesquisa de abelhas está sendo conduzida como parte do projeto ViNCES (Virtual Network Center of Ecosystem Services), um consórcio de pesquisa composto pelo LAA (Laboratório de Automação Agrícola da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo) e o Laboratório de Abelhas do Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. O ViNCES é um membro do Kyatera, uma rede de computadores acadêmica de alta velocidade que tem como objetivos o desenvolvimento de aplicações e tecnologias para a Internet Avançada. Nesse contexto, o Weblab de abelhas, denominado BBBee, permite a realização de pesquisa e observação à distância da entrada de uma colméias, sendo coletadas e transmitidas informações de condições climáticas, de áudio e vídeo. O áudio e o vídeo da colméia são transmitidos em rede local e pela Internet por meio de streaming em tempo real. Os requisitos de largura de banda para transmissões de vídeo costumam ser elevados, e a qualidade obtida após o processo de compressão convencional, em geral, é baixa, podendo afetar ou dificultar a pesquisa. Além disso, está prevista a transmissão de vídeos de Alta Definição para weblab com o objetivo de melhorar a qualidade da informação, o que irá demandar maior largura de banda. Este trabalho propõe um algoritmo de codificação de vídeo para melhorar a qualidade das imagens transmitidas, ao mesmo tempo em que se reduzem os requisitos de largura de banda de transmissão e armazenagem, por meio da aplicação de técnicas de segmentação e rastreamento de objetos de vídeo. O algoritmo proposto foi implementado e testado utilizando vídeos capturados nas colméias e os resultados das análises em diversas condições são apresentados neste documento. Para avaliar a qualidade resultante do processo, foi utilizada uma métrica objetiva que permite avaliar a qualidade das imagens em relação às imagens de origem. Os resultados das análises proveram informações e direções para melhorias e futuras implementações. / The use of videos in web based laboratories over computer networks, known as weblabs, is being conducted for bee research as part of the ViNCES (Virtual Network Center of Ecosystem Services) project, a research consortium composed by: LAA (Laboratório de Automação Agrícola da Escola Politécnica) and the Laboratório de Abelhas of the Ecology Department of the Biosciences Institute. ViNCES is a member of Kyatera, a high speed academic computer network which aims at developing aplications and technologies for the Advanced Internet. The bee weblab, called BBBee, allows the research and observation of the interior of a beehive, in which are collected climate, audio and video data. Real time audio and video are broadcasted over the Internet and through a local network using streaming format. The bandwidth requirements for video transmission are usually high and the video quality after conventional compression standards is, in general, low and can interfere in the biological research. Also, High-Definition video transmission for weblab is planned to be implemented in order to provide better tools for the researcher, which will demand even higher network bandwidth. On this scenario, this work intends to provide a video codification algorithm to enhance the quality of the transmitted images, at the region of interest, and also reduce the transmission and storage requirements for some situations by using segmentation and tracking techniques for videos. A complete CODEC was implemented and tested with actual video, quality and data rates were measured and evaluated using an objective metric. The results of the analysis provided some indications of directions for future enhancements and implementations.

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Joaquim Pessoa Filho1.pdf: 2407971 bytes, checksum: 0f6a298a559015177c4035cc2d83dc77 (MD5) Joaquim Pessoa Filho2.pdf: 2335540 bytes, checksum: 646d7c73d08bbfeccbd03d5a30419c7c (MD5) Previous issue date: 2007-08-20 / The advent f the Internet and the development of Information and Communication Technologies generated new spaces for communication and collaboration between groups of people in geographically distinct regions. The association of Web Technology with instrument automation and control by computer has made possible the development of the so called Remote Laboratories or WebLabs distributed environments that allow to access and control experiments remotely through a network or the Internet in real time and with the sensation of presence. In this work, a WebLab was developed for the study of non-linear effects in optical fibers, aiming to support and complement activities in face-to-face and distance courses on Optical Communications. Applications and graphic user interfaces were developed for instrument control and data acquisition in a remote experiment for measuring the non-linear coefficient of an optical fiber using the Continuous Wave Self-Phase Modulation Method. An application integrated to the user interface was also developed for the numerical simulation of the measurement through the integration of the Non-linear Schrödinger Equation by the Split-Step Fourier Method as well as a component based on Java Media Framework for audio and video transmission during the remote execution of the experiment. This work is part of the activities related to the participation of the Mackenzie Photonics Laboratory in the KyaTera Project of FAPESP´s TIDIA Program. / O advento da Internet e o desenvolvimento das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC´s) geraram novos espaços para a comunicação e colaboração entre grupos de pessoas localizadas em regiões geograficamente distintas. A associação da tecnologia Web com a automação e controle de instrumentos por computador tornou possível o desenvolvimento dos chamados Laboratórios Remotos ou WebLabs - ambientes distribuídos que permitem o acesso e controle remoto de experimentos através de uma rede de comunicação ou da Internet em tempo real e com sensação de presença. Neste trabalho, foi desenvolvido um WebLab para o estudo de efeitos não-lineares em fibras ópticas, destinado a apoiar e complementar atividades em cursos de Comunicações ópticas presenciais e a distância. Foram desenvolvidos aplicativos e interfaces gráficas de usuário para o controle e aquisição de dados dos instrumentos utilizados em um experimento remoto de medida do coeficiente não-linear de uma fibra óptica pelo método da Auto-Modulação de Fase com Onda Contínua. Também foi desenvolvido um aplicativo integrado à interface de usuário para simulação numérica da medida através da integração da Equação de Schrödinger Não-linear pelo método Split-Step Fourier, bem como um componente baseado em Java Media Framework para transmissão de áudio e vídeo durante a execução remota do experimento. O trabalho é parte das atividades relacionadas à participação do Laboratório de Fotônica Mackenzie no Projeto KyaTera do Programa TIDIA da FAPESP.

Orientadores: Eleri Cardozo, Eliane Gomes Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_PauloRodolfodaSilvaLeite_M.pdf: 3632525 bytes, checksum: 73b0d774d1efd6416d8fb34cc8abd4d7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta uma arquitetura para a construção de laboratórios de acesso remoto (conhecidos como WebLabs). A arquitetura segue o paradigma de computação orientada a serviço (COS). Nesta abordagem cada recurso físico ou lógico do laboratório é modelado como um Serviço Web. Desta forma, os experimentos podem ser disponibilizados pela composição destes serviços. Um modelo conceitual para WebLabs, bem como a implementação deste modelo são apresentados. Experimentos em robótica móvel também foram desenvolvidos como exemplos de utilização deste laboratório / Abstract: This work presents an architeture for building remote access laboratories (also known as WebLabs). The architecture follows the service oriented computing (SOC). In this approach each logical or physical resource of the laboratory is modeled as a Web Service. In this way, the experiments are built through the composition of such services. A conceptual model of WebLabs, as well as an implementation of this model are presented. Experiments in mobile robotic were also developed for this laboratory / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

La plateforme Weblab est un environnement de définition et d’exécution de chaines de traitements média-mining développé par le service IPCC1 d’Airbus Defence and Space. Il s’agit d’une plateforme ouverte d’intégration de composants externes dont la richesse permet aux concepteurs de construire des chaines média-mining très complexes, mais pose également des problèmes liés à la sensibilité de la qualité des résultats par rapport aux composants utilisés. Avant le début de cette thèse, aucun outil n’existait pour l’analyse et l’amélioration de la qualité de workflows WebLab. La problématique principale de la thèse repose sur le fonctionnement dit boite noire des services WebLab. L’approche choisie est non-intrusive : nous complétons la définition du workflow WebLab par des règles de provenance et de propagation de qualité. Les règles de provenance génèrent des liens de dépendance dit grains-fins entre les données et les services après l’exécution d’une chaine de traitements WebLab. Les règles de propagation de qualité profitent des liens inférés précédemment pour raisonner sur l’influence de la qualité d’une donnée utilisée par un service sur la qualité d’une donnée produite... / The WebLab platform is an application used to define and execute media-mining workflows. It is an open source platform, developed by the IPCC1 section of Airbus Defence and Space, for the integration of external components. A designer can create complex media-mining workflows using components, whose operation is not always known (black-boxes services). These complex workflows can lead to a problem of data quality, however, and before this work, no tool existed to analyse and improve the quality of WebLab workflows. To deal with black-box services, we choose to tackle this quality problem with a non-intrusive approach: we enhance the definition of the WebLab workflow with provenance and quality propagation rules. Provenance rules generate fine-grained data dependency links between data and services after the execution of a WebLab workflow. Then the quality propagation rules use these links to reason on the influence that the quality of the data used by a component has on the quality of the output data…

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2017-01-16T16:19:34Z No. of bitstreams: 1 José Neres de Almeida Jr.pdf: 4859603 bytes, checksum: 9dbce45e61e210743a7f153d58448c71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T16:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 José Neres de Almeida Jr.pdf: 4859603 bytes, checksum: 9dbce45e61e210743a7f153d58448c71 (MD5) Previous issue date: 2016-12-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This dissertation aims to present the Remote Automated Spectrophotometry project, an experiment executed remotely, within the structure and context of the use of a Remote Laboratory with multipurpose applications, that is, a remote sensing laboratory that is developed in PUC / SP, called Webduino, the WebLab of PUC-SP. This experiment presents interdisciplinary characteristics, in the sense of mixing physics contents with areas of Biology, Arts and Photography, given the study of topics such as colorimetric synthesis, color patterns, physiological diseases associated with colors, as well as topics of Physics, referring to the development of the presented experiment, such as diffraction, constructive interference, among others, all presented in a way that is understandable to the target public, that is, high school students and also the common public. In this case, the experiment in question is defined in the study of the chromatic synthesis, based on the spectrometry, be the theoretical part and operation, or in obtaining results of the different intensities of irradiance for the different colors, diffracted by the diffraction grating, which form the original color, coming from LED lamp. To this purpose, this study, and the implementation of the experiment, were carried out with a prototype construction approach, based on the idea of the development methodology, emphasized by Van den Ayken, aiming at a later implementation and verification, with tests of functionality and adequacy to possible user needs, for use in the future project of the Remote Laboratory and verification of possible improvements to the intended target public. In addition, we intend that the methodology behind the environment in which the remote laboratory is located, in the future, will be characterized by a inquiry based learning (IBL) methodology (DIKKE et al, 2015); (DE JONG et al, 2013); (ZACHARIAS et al., 2015), with the contents of the remote environment being oriented towards an idea that guides the user to the understanding of the subject, through scientific method (conceptualization, theory, hypothesis, experiment, conclusion), for the future PhD project . Thus, initially research was carried out to survey the state of art and to survey the theoretical basis of the proposed theme, and according to current needs, the prototype of the experiment was assembled, as well as the adaptation of the network architecture structure created in the past years, to the suitability of the laboratory with remote access, within an environment that is compatible with the intentions of the experiment, aiming at exploring the topics related to the study of colors, especially regarding chromatic synthesis, for this experiment, as well as the possible requirements of professionals in the area, for future projects. Also, in the environment elaborated, the remote laboratory intends to develop didactic resources that allow to use the Arduino board applied to Science Teaching, particularly, in Physics Teaching, in High School. The development platform selected to manage the experiments is WebLab-Deusto, for its intelligibility, functionality and security. Due to the structural issues of a Remote Laboratory, and as pointed out in the researched literature (LIMA et al., 2013), (SILVA, 2007), (NETO, 2012), it is also necessary that the development and the access platform is inserted in the Remote environment of the experiment, affording to parameters that allow the user to learn the concepts studied and the experiences that he will control and collect the data for later analysis. In order to do so, it was re-elaborated and readapted, besides the experiment that specifies the remote laboratory, the environment to contemplate the requirements for the teaching of Sciences, as well as for the learning of the physical concepts of the experience that the user performs / Esta dissertação visa apresentar o projeto Espectrofotometria Remota Automatizada, um experimento executado remotamente, dentro da estrutura e contexto do uso de um Laboratório Remoto com aplicações variadas, isto é, um laboratório de sensoriamento remoto que se desenvolve na PUC/SP, denominado Webduino, o WebLab da PUC-SP. Este experimento apresenta características interdisciplinares, no sentido de mesclar conteúdos de Física com áreas da Biologia, Artes e Fotografia, dado o estudo de temas como síntese colorimétrica, padrões de cores, deficiências cromáticas, além de tópicos de Física, referentes ao desenvolvimento do experimento apresentado, como a difração, interferência construtiva, entre outros, todos eles apresentados de forma que seja compreensível ao público-alvo, ou seja, alunos do ensino médio e também o público leigo. No caso, o experimento em questão, se define no estudo da síntese cromática, com base na espectrometria, seja a parte teórica e funcionamento, seja na obtenção de resultados das diferentes intensidades de irradiância para as diferentes cores, difratadas pela rede de difração, e que formam a cor original, vinda da lâmpada de LED. Para tanto, este estudo, e a implementação do experimento, foram realizados com uma abordagem de construção de protótipo, com base na ideia da metodologia de desenvolvimento, ressaltada por Van den Ayken, visando uma implementação posterior e verificação, com testes de funcionalidade e adequação a possíveis necessidades de usuários, para utilização em projeto futuro do Laboratório Remoto e verificação de possíveis melhorias frente ao público-alvo pretendido. Além disso, pretendemos que a metodologia por trás do ambiente em que o laboratório remoto se encontra, futuramente se caracterize por uma metodologia de aprendizagem baseada em investigação (DIKKE et al, 2015); (DE JONG et al, 2013); (ZACHARIAS et al, 2015), com os conteúdos do ambiente remoto se orientando para uma ideia que guie o usuário para a compreensão do tema, via método científico (conceitualização, teoria, hipótese, experimento, conclusão), para o projeto futuro de doutorado. Sendo assim, inicialmente foram realizadas pesquisas de levantamento do estado da arte e do levantamento da fundamentação teórica do tema proposto, e conforme as necessidades atuais, procedeu-se à montagem do protótipo do experimento, bem como a adaptação da estrutura de arquitetura de rede criada para a adequação do laboratório com acesso remoto, dentro de um ambiente que seja condizente com as necessidades do experimento, visando exploração dos tópicos relacionados ao estudo das cores, principalmente no que se refere à síntese cromática, para este experimento, bem como à possíveis necessidade pedagógicas dos profissionais da área, esta última para projeto futuro. Ainda, no ambiente elaborado, o laboratório remoto pretende desenvolver recursos didáticos que permitam utilizar a placa Arduino aplicada ao Ensino de Ciências, em particular no Ensino de Física, no Ensino Médio. A plataforma de desenvolvimento selecionada para gerenciar os experimentos é o WebLab-Deusto, por sua inteligibilidade, funcionalidade e segurança. Devido às questões estruturais de um Laboratório Remoto, e como apontado na literatura pesquisada (LIMA et. al., 2013), (SILVA, 2007), (NETO, 2012), também é necessário que a plataforma de desenvolvimento e acionamento esteja inserida no ambiente remoto do experimento, conforme parâmetros que possibilitem ao usuário a aprendizagem dos conceitos estudados e das experiências que ele venha a controlar e coletar os dados para posterior análise. Para tanto, foi reelaborado e readaptado, além do experimento que especifica o laboratório remoto, o ambiente para contemplar as necessidades para o ensino de Ciências, bem como para a aprendizagem dos conceitos físicos, da experiência que o usuário realiza