Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-06-08T16:06:44Z No. of bitstreams: 2 Tese_PlanejamentoRedesComunicacao.pdf: 898416 bytes, checksum: e0eec95c0d7992dd7c223116fb75b460 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-06-08T16:07:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_PlanejamentoRedesComunicacao.pdf: 898416 bytes, checksum: e0eec95c0d7992dd7c223116fb75b460 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-08T16:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_PlanejamentoRedesComunicacao.pdf: 898416 bytes, checksum: e0eec95c0d7992dd7c223116fb75b460 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Uma das principais aplicações de ondas eletromagnéticas, na atualidade, na área de telecomunicações trata dos enlaces em sistemas móveis sem fio. Sejam estes terrestres (indoor/outdoor) ou via satélites, o projetista do sistema de telecomunicações tem que ser capaz de determinar os sistemas irradiantes, as potências envolvidas, a frequência de operação do sistema, a área de cobertura e os parâmetros de qualidade do serviço. O planejamento das novas redes de comunicações sem fio representa um grande desafio ao incluir serviços cada vez mais avançados com diferentes requisitos de qualidade, suporte a mobilidade, altas taxas de transmissão e capacidades elevadas de tráfego. Os diversos ambientes nos quais essas redes operam, os fenômenos associados produzem diversos efeitos no comportamento do sinal recebido e, consequentemente, uma variação no desempenho do enlace de comunicação entre os pontos de acesso, a rede e os usuários. Por conseguinte, esses efeitos devem ser avaliados corretamente, de tal forma que o dimensionamento da rede atenda aos requisitos de qualidade regulamentados. O presente trabalho objetiva estabelecer uma metodologia para o planejamento de redes de comunicação sem fio para ambientes indoor, considerando os parâmetros de qualidade de serviços e os efeitos da polarização das antenas. Foi proposto um modelo empírico para determinar a área de cobertura desse ambiente a partir de uma abordagem baseada em medições. Como resultado de campanhas de medições, foram identificados os principais parâmetros que interferem nas perdas no enlace de propagação, destacando-se os materiais envolvidos no ambiente bem como os efeitos da polarização das antenas transmissora, entre outros. Tais efeitos, avaliados corretamente, permitirão ao projetista da rede, de uma forma crítica e com base em dados obtidos em campo, definir a melhor configuração de parâmetros e critérios de projeto para a implantação de uma rede móvel de acesso sem fio. As medições para determinação dos parâmetros de cobertura e de qualidade de serviços foram realizadas no prédio do Laboratório de Engenharia Elétrica e de Computação e no prédio de aulas do Instituto de Tecnologia da Universidade Federal do Pará. Nas campanhas de medição foram utilizadas algumas frequências, escolhidas devido à importância dos serviços disponibilizados: 2,4 GHz - redes locais sem fio (WLAN’s); 3,5 GHz - Wimax licenciado; 5,85 GHz - Wimax livre e 10 GHz (a faixa de 9,8 a 10 GHz não está ainda regulamentada, de 10 - 10,15 GHz-radioamador (Resolução Anatel, Nº 452/2006 - D.O.U. de 20.12.2006) ou serviços de comunicações multimídias (SCM) para sistemas em banda larga). Os principais resultados obtidos com o modelo proposto foram avaliados e comparados com os principais modelos da literatura e mostraram que a metodologia adotada para o planejamento de redes de comunicação sem fio em ambientes indoor teve um bom desempenho. / A major application of electromagnetic waves, presently, in the area of telecommunications concern to links of wireless mobile systems. Be these terrestrial ones (indoor/outdoor) or via satellite, the designer of the telecommunications system must be able to determine the irradiate systems, the powers involved, the operation frequency of the system, the coverage area and the quality of service parameters. The planning of new wireless communications networks represents a great challenge to include advanced services with different quality requirements, the mobility support, high transmission rates and high traffic capacity. The several environments in which those networks operate and the associated phenomena produce several effects on the behavior of the received sign and, consequently, a variation in the performance of the communication link among the points of access to net and the users. Consequently, those effects should be appraised correctly, in such a way that the network dimensioning assists to the quality requirements regulated. The present work aims to establish a methodology for the planning of wireless networks for environments indoor, considering the parameters of the quality of services and the effects of the polarization of the antennas. An empiric model is proposed to determine the coverage area of that environment from an approach based in measurements. As a result of measurement campaigns, they were identified the main parameters that interfere in the losses in the propagation link. Standing out the materials involved in the environment as well as the polarization effects of the transmitter’s antennas, among others. Such effects, if evaluated correctly, they will allow to the planner’s net, in a critical way and with base in data obtained in field, to define the best parameters of configuration and project criteria for the implantation of a wireless mobile network. The measurements for determination of the covering parameters and of quality of services they were accomplished at the building of the Laboratório de Engenharia Elétrica e de Computação and in the classes building of the Instituto de Tecnologia da Universidade Federal do Pará. The measurement campaigns were used some frequencies, chosen due to the importance of the services available: 2,4 GHz - local nets without thread (WLAN's); 3,5 GHz - licensed WiMAX; 5,85 GHz - free WiMAX and 10 GHz (9,8 to 10 GHz band is not yet regulated, 10 - 10,15 GHz Amateur radio band (Anatel resolution, No. 452/2006 - D.O.U. from 20.12.2006) or multimedia communications services (SCM) for broadband systems). The main results obtained with the proposed model were evaluated and compared with the main models of the literature and showed that the methodology adopted for the networks planning of wireless communications in indoor environment had a good performance.

O padrão IEEE 802.16e é uma tecnologia emergente para redes de próxima geração com suporte à qualidade de serviço para usuários fixos e móveis. No contexto de aplicações móveis, a técnica OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) deve ser empregada para multiplexação de canais de rádio frequência, suportando a alocação simultânea do canal para múltiplos usuários. Porém, essa alocação, considerando a estrutura do quadro OFDMA, não é definida pelo padrão IEEE 802.16e. A maioria das pesquisas atuais sobre arquiteturas de escalonamento baseadas nessa técnica de multiplexação estão focadas na transmissão downlink ou consideram apenas parcialmente os aspectos decorrentes do emprego da técnica OFDMA. Sendo assim, neste trabalho é apresentada uma arquitetura de escalonamento hierárquica, com dois níveis, para transmissões uplink em redes IEEE 802.16e, baseadas em OFDMA. A arquitetura proposta aborda a divisão do subquadro uplink entre oportunidades de requisição de banda e oportunidades de transmissão de dados, no Nível 1, e a seleção das requisições de banda para atendimento, no Nível 2. A proposta considera, além da técnica de multiplexação do canal, as cinco classes de serviço previstas pelo padrão IEEE 802.16e e o mecanismo de alocação de banda definido para a tecnologia. Uma ferramenta de simulação foi desenvolvida para avaliar o desempenho da proposta, considerando os diferentes aspectos da arquitetura e comparando com trabalhos relacionados. A avaliação é realizada considerando métricas como atraso médio no atendimento de requisições, percentual de requisições descartadas e a utilização do quadro. / The IEEE 802.16e standard is an emerging next generation network technology, designed to provide guaranteed QoS to both fixed and mobile users. In the context of mobile users, OFDMA technique must be used to multiplex the radio frequency channel. This technique allows to allocate the channel to multiple users at the same time. However, details about this allocation, considering the OFDMA frame structure, are not defined by the IEEE 802.16e standard. In this context, most of the current researches found on literature focus on proposing scheduling architectures for downlink transmissions only. Furthermore, researches that consider uplink transmissions, typically consider OFDMA aspects only partially. Therefore, this work presents an hierarchical scheduling architecture designed for uplink transmissions. The proposed architecture is composed of two levels. In the Level 1 the architecture addresses the division of the uplink subframe in bandwidth request opportunities, and data transmission opportunities. Level 2 is used to select among the bandwidth request, those that will be served on the next uplink subframe. The proposal considers OFDMA multiplexing technique, the five classes of service defined for QoS provisioning, and the bandwidth allocation mechanism defined in IEEE 802.16e standard. In order to evaluate the behavior of the proposed architecture, a simulation tool was developed. The approach used for evaluation was to compare the performance of the proposed architecture with related works found in the literature. The performance evaluation considers metrics such as average delay for serving requests, requests discarded, and the overall frame utilization.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018. / Este trabalho apresenta um sistema para medição e análise de parâmetros de qualidade de redes celulares sob a experiência do usuário. Com o intuito de promover uma plataforma crowdsourcing, por meio de um aplicativo instalado em smartphones com sistema operacional Android, o sistema tira proveito da difusão desse tipo de dispositivo para inferir, em larga escala e baixo custo, análises sobre a rede móvel em diferentes regiões do mundo. Todo processamento dos dados é realizado em uma plataforma computacional em servidores remotos que expõe a sua API para que outras aplicações possam consumi-la. Devido à dificuldade em mapear problemas nas redes celulares por parte das prestadoras de serviço e ao cenário atual em que a ANATEL busca melhorias nos processos de aferição de qualidade das redes móveis, o sistema proposto tem por objetivo ser uma ferramenta colaborativa e transparente aos usuários e órgãos do setor de telecomunicações. Este projeto e suas funcionalidades visam ajudar não somente o cliente a escolher seu prestador de serviço, mas também proporcionar análises úteis que possam contribuir para o melhoramento da cobertura celular aos órgãos responsáveis. / This work presents a system for measuring and analyzing quality parameters of cellular networks under the user experience. In order to promote a crowdsourcing platform, by means of an application installed on Android smartphones, the system takes advantage of the diffusion of this type of device to infer, on a large scale and low cost, mobile network analytics in different regions of he world. All data processing is performed on remote computing servers that exposes its API so hat other applications can use it. Due to the difficulty in mapping problems in cellular networks by service providers and the current scenario in which ANATEL seeks improvements in the processes of quality assessment of mobile networks, the proposed system aims to be a collaborative and transparent tool for the users and telecommunication sector. This project and its features are intended to help not only the customer to choose their service provider, but also to provide useful analyzes that can contribute to the improvement of cellular coverage to the responsible agencies.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Inúmeras tecnologias promissoras foram desenvolvidas desde a concepção da Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things) que poderão modificar diferentes aspectos em nosso cotidiano. Tendo em vista o rápido crescimento da IoT, foi criado o grupo de tarefa IEEE 802.11ah para o desenvolvimento de uma nova norma Wi-Fi para lidar com os principais desafios da IoT, que são a conectividade de muitos dispositivos com recursos de energia limitados a um único ponto de acesso e o aumento do alcance das transmissões para distâncias muito maiores do que aquelas tipicamente utilizadas em redes locais sem fio. Assim, esse padrão traz novos mecanismos nas camadas física e de enlace para atender aos requisitos da IoT. Na camada física, houve modificações para operação em faixas de frequências abaixo de 1 GHz e, na camada MAC, o padrão traz novos mecanismos de economia de energia para ter um melhor desempenho em redes densas, sendo um deles o acesso restrito ao canal (RAW, do inglês Restricted Access Window). Recentemente, há muitos trabalhos sobre o IEEE 802.11ah, entretanto, a maior parte deles trazem ideias de agrupamento ou modelagem analítica para descobrirem o tamanho ótimo do RAW para obter maior desempenho da rede. No entanto, para um melhor entendimento dos efeitos dos diversos parâmetros e mecanismos do IEEE 802.11ah, esta dissertação apresenta um modelo analítico da função de coordenação distribuída do IEEE 802.11ah para o caso em que as estações estão distribuídas uniformemente em diversos slots RAW e possuem a mesma prioridade de tráfego, sob condições de tráfego saturado e canal ideal. Em nosso modelo, consideramos que cada intervalo de beacon possui somente um RAW o qual é dividido em slots RAW, e estudamos o impacto no desempenho da vazão ao variar o número de slots RAW e o número de estações na rede. Além disto, introduzimos ao modelo Markoviano uma probabilidade de término do slot RAW e propomos duas expressões empíricas para o cálculo desta probabilidade. Por fim validamos o modelo analítico com simulações no simulador de redes NS3 e, a partir das simulações computacionais, encontramos uma constante de ajuste para aproximar o modelo das simulações. / Many promising technologies have been developed since the conception of the Internet of Things (IoT) that can modify different aspects of our daily lives. In light of the rapid growth of IoT, it was created the IEEE 802.11ah Task Group to develop a newWi-Fi standard to address IoT’s key challenges, which are the connectivity of many devices with limited power resources to a single access point and the increase in the transmissions range for distances much greater than those typically used in wireless local area networks. Thus, this standard brings new mechanisms in the physical and link layers to meet IoT requirements. In the physical layer, there were modifications to permit the operation in frequency bands below 1 GHz and, in the MAC layer, the standard brings new power saving mechanisms to perform better in dense networks, one of which is the restricted access to the channel (RAW). Recently, there have been a lot of work on IEEE 802.11ah, however, most of them bring grouping or analytical modeling ideas to find out the optimal RAW size for a higher network performance. On the other hand, for a better understanding of the effects of the various IEEE 802.11ah parameters and mechanisms, this dissertation presents an analytical model of the distributed coordination function of IEEE 802.11ah for the case where the stations are evenly distributed in several RAW slots and have the same traffic priority, under conditions of saturated traffic and ideal channel. In our model, we consider that each beacon interval has only one RAW which is divided into RAW slots, and we study the impact on throughput performance by varying the number of RAW slots and the number of stations in the network. In addition, we introduce to the Markovian model a probability of reaching the end of a RAW slot and propose two heuristic expressions for this probability calculation. Finally we validate the analytical model with simulations in the networks simulator NS3 and, from the computational simulations, we find an adjustment constant to approximate the model of the simulations.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-03T14:17:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_HandoffdeEspectro.pdf: 2861742 bytes, checksum: b6e6c84ea0921c2f630904978c243255 (MD5) license_rdf: 23599 bytes, checksum: 9e2b7f6edbd693264102b96ece20428a (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-04T13:14:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_HandoffdeEspectro.pdf: 2861742 bytes, checksum: b6e6c84ea0921c2f630904978c243255 (MD5) license_rdf: 23599 bytes, checksum: 9e2b7f6edbd693264102b96ece20428a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-04T13:14:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_HandoffdeEspectro.pdf: 2861742 bytes, checksum: b6e6c84ea0921c2f630904978c243255 (MD5) license_rdf: 23599 bytes, checksum: 9e2b7f6edbd693264102b96ece20428a (MD5) Previous issue date: 2011 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Hoje, o espectro de rádio é um dos mais importantes recursos naturais no mundo. Segundo relatórios da FCC (do inglês, Federal Communications Commission), as bandas licenciadas, apesar de abundantes, são pobremente utilizadas. A tecnologia de rádio cognitivo visa melhorar a eficiência espectral através do acesso oportunista ao espectro. Permite que novas aplicações baseadas em comunicação sem fio sejam suportadas, sem interferir na comunicação licenciada e buscando garantir a qualidade de serviço das aplicações que a utilizam. Neste âmbito, o handoff de espectro é um dos requisitos essenciais e críticos na adoção desta tecnologia. Este trabalho realiza uma discussão da tecnologia de rádio cognitivo, propõe e avalia uma estratégia proativa para handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando Redes Neurais Artificiais. O desempenho da proposta em termos de nível de interferência ao usuário primário, número de handoffs de espectro realizado pelo usuário secundário e utilização espectral, é comparado com o obtido por um esquema reativo. Diferentemente de outras propostas que se baseiam em modelos estocásticos pré-definidos, utilizaram-se medidas reais de sensoriamento disponibilizados pelo IEEE Dyspan 2008 para avaliar a proposta. Resultados numéricos mostram a superioridade do esquema proposto. / Nowadays, the radio spectrum is one of the most important natural resources in the world. According to the FCC (Federal Communications Commission) report, the licensed bands are abundant but poorly utilized. The Cognitive Radio (CR) technology aims improving the spectral efficiency through the opportunistic access to the electromagnetic spectrum. It enables that new applications based on wireless communications are supported, without causing interference at the licensed communication and trying to ensure the quality of service to the applications. Thus, the efficient spectrum handoff is a critical requirement to be taken into account for the success of CR systems. This work outlines concepts about the cognitive radio technology. It proposes and evaluates a proactive strategy based on Artificial Neural Networks for spectrum handoff in CR networks. The performance of the proposal regarding the inference level to the primary user, spectrum handoff number triggered by secondary user and spectral utilization is compared with that one obtained by a reactive scheme. Differently from previous works, this study considers measured traces made available by IEEE Dyspan 2008 in order to evaluate our proposal. Numerical results show the superiority of the proposed scheme.

Orientador: Jorge Muniz Junior / Coorientador: José Arnaldo Barra Montevechi / Banca: Valério Pamplona Salomon / Banca: Luis Alberto Ducan Rangel / Resumo: A tecnologia de Radio Frequency Identification (RFID) tornou-se um tema importante desde 2006, quando vários autores começaram a avaliá-la. A aplicação de RFID para processos industriais tem uma abordagem estratégica, objetivando a melhoria da satisfação dos clientes e criar novas oportunidades de negócios, bem como uma abordagem operacional com foco na eficiência operacional e na flexibilidade dos processos. A tecnologia é aplicada na logística e nos demais processos da cadeia de suprimentos com o objetivo do rastreamento dos materiais, aumento de visibilidade, aumento da eficiência operacional, redução dos desvios do processo e aumento da acessibilidade do inventário. Neste cenário, a presente dissertação tem como objetivo a avaliação de projetos logísticos aplicados à indústria aeronáutica brasileira com o uso do AHP - Analytic Hierarchy Process com ratings - passando pela identificação e avaliação das características que motivam e restringem a utilização da tecnologia através de uma revisão da literatura e pesquisa de campo / Abstract: Research on Radio Frequency Identification technology (RFID) has become an important issue since 2006 and several authors have begun to assess this technology. The application of RFID to industrial processes has a strategic approach, seeking to improve customer satisfaction and new business opportunities, and has an operational approach focusing on operational efficiency and flexibility of the processes. There is a great application of RFID in logistics, warehouse and supply chain processes seeking tracking materials, increase supply chain visibility, labor savings, shrinkage reduction and inventory visibility. In this scenario, this paper aims to evaluate logistics projects applied to the brazilian aircraft industry using the AHP - Analytic Hierarchy Process with ratings, in addition to the identification and evaluation of the characteristics that motivate and restrict the use of technology through a literature review and a survey / Mestre

O surgimento das modernas tecnologias de comunicação e informação multimídia vem impactando e transformando a vida da sociedade atual, alterando hábitos e costumes de seus usuários. A visualização destes efeitos não tem sido diferente no universo da TV Digital. A sua inovadora proposta de interatividade entre usuário e emissora, promete revolucionar hábitos e costumes dos telespectadores. A implementação do Canal de Interatividade da TV Digital através da Internet é uma proposta particular do sistema brasileiro de TV Digital e pretende melhorar a qualidade de vida da população provendo interatividade no sistema, além de conduzir à melhoria da qualidade da programação oferecida aos seus telespectadores. Outro tipo de tecnologia de comunicação que atualmente vem ganhando cada vez mais espaço no cotidiano é a tecnologia de comunicação sem fio, especialmente aquelas que oferecem altas taxas de transferência de dados e aquelas que oferecem grande mobilidade, tornando as comunicações cada vez mais personalizadas e pessoais. Como grande inovação, este trabalho propõe a implementação do Canal de Interatividade da TV Digital através da Internet, utilizando redes de comunicação sem fio, com mais de uma tecnologia de comunicação sem fio presente no mesmo Terminal de Acesso à TV digital, tirando proveito da inovativa metodologia de reconfiguração de Rádio Definido por Programa de Computador. Desta forma, permiti-se que, quando uma determinada rede de comunicação sem fio estiver indisponível em dado momento e/ou região, o sistema se reorganize e utilize outra rede de comunicação sem fio que esteja à disposição. / The sprouting of the modern communication technologies and multimedia information comes impacting and transforming the life of the current society, modifying habits and customs of its users. The visualization of these effects has not been different in the universe of the Digital TV. Its innovative proposal of interactivity between the user and the broadcaster, promises to revolutionize habits and customs of the viewers. The implementation of the Interactivity Channel of the Digital TV through the Internet is a particular proposal of the Brazilian DTV system and intends to improve the quality of life of the population providing interactivity of the system, beyond leading to the improvement of the quality of the offered programming to its viewers. Another type of communication technology that currently comes ga ining each time more space in the daily life is the wireless technology, especially those which offer high data rates and those which offer great mobility, becoming each time more personalized and personal. As great innovation, this dissertation considers the implementation of the Interactivity Channel of the Digital TV through the Internet, using wireless communication, with more than one wireless technology in the same Set-Top-Box, taking off advantage of the innovative Software Defined Radio reconfiguration methodology. In such a way, it is allowed when one determined wireless network will be unavailable at any given time and/or region, the system if reorganizes itself and uses another available wireless network.

Este trabalho apresenta a aplicação dos modelos overlay e underlay de rádio cognitivo em duas redes sem fio distintas e limitadas por interferência com o objetivo de melhorar a capacidade de tráfego destas redes. O modelo overlay foi aplicado numa rede em malhaWMN(Wireless Mesh Network) para permitir que os nós transmitam dentro da mesma região de interferência mútua com uma degradação ligeira da taxa de bits, mas com ganhos significativos para a rede. Já o modelo underlay foi aplicado de modo a permitir a coexistência de duas redes independentes numa mesma região e usando parte da banda do sistema primário. Neste caso, o ganho de capacidade está na introdução de um novo sistema sem afetar a capacidade do sistema primário. Além do modelo rádio cognitivo, outras técnicas modernas de sistemas de comunicações foram empregadas em conjunto para obter-se o resultado final, como codificação por superposição e dirty paper, técnicas de formatação ortogonal de feixe de antenas e alocação dinâmica de recursos de rádio. / This work presents the application of the overlay and underlay cognitive radio models in two distinct wireless networks, constrained by self interference with the goal of improving network capacity. The overlay model was applied in a WMN (Wireless Mesh Network) in order to allow concurrent transmissions within the same interference region with a slightly node throughput degradation, but with a significant overall network capacity improvement. The underlay model was applied in order to introduce a new independent wireless network within the region of a primary wireless network and using a fraction of the primary frequency band as common frequency for both networks. In this case, the network capacity improvement is regarding the introduction of a new network without interfere with the primary system performance. Other modern wireless communications techniques were employed along with cognitive radio concept to achieve the final results presented here such as superposition and dirty paper coding, orthogonal antenna beamforming and dinamic radio resources scheduling.

Submitted by RUY DE AGUIAR ARAUJO JUNIOR null (ruy@iftm.edu.br) on 2017-12-13T20:18:26Z No. of bitstreams: 1 Tese_Ruy_de_Aguiar_Araújo_Júnior.pdf: 8105931 bytes, checksum: 80136236922d83caf86cea223e691a79 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2017-12-14T10:13:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 araujojunior_ra_dr_jabo.pdf: 8105931 bytes, checksum: 80136236922d83caf86cea223e691a79 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T10:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 araujojunior_ra_dr_jabo.pdf: 8105931 bytes, checksum: 80136236922d83caf86cea223e691a79 (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / A agricultura de precisão vem sendo utilizada para melhorar os níveis de produtividade e reduzir os impactos ambientais. Sendo um processo que leva em conta a coleta e análise de dados, bem como a gestão da variabilidade espacial e temporal (manejo localizado), no intuito de implementarmos respostas em escala e tempo adequados, objetivou-se neste trabalho corroborar no sentido de aumentar a melhoria da eficiência de utilização da água na gestão da irrigação, por meio de um controlador (hardware e software) automático, com tecnologia de comunicação sem fio. A proposta foi desenvolver um equipamento de precisão para possibilitar que a irrigação fosse estabelecida a partir da aplicação da água em turnos de rega e lâminas variáveis, ao invés de critérios fixos de forma arbitrária, caracterizando o controlador como um sistema automático de irrigação com aplicação em taxa variável. A eficiência do equipamento foi validada em um sistema de irrigação por aspersão para pastagem, embora possa ser utilizado para controlar a irrigação de qualquer cultura, bastando para isso conhecermos o tipo de sistema de irrigação, o(s) coeficiente(s) da cultura (Kc) e os limites de capacidade de campo e de ponto de murcha permanente do solo (análise da retenção da água no solo), no intuito de estabelecermos um parâmetro de disponibilidade hídrica a ser utilizada pela cultura. Com os resultados concluiu-se que o controlador proposto mostrou-se original e eficiente no controle da irrigação para enlaces de até 212 metros entre seus módulos de comunicação. / The precision agriculture has been used to improve productivity levels and reduce environmental impacts. As a process that takes into account the collection and analysis of data, as well as the management of spatial and temporal variability (localized management), in order to implement responses on an adequate scale and time, this study aimed to corroborate in order to increase the improvement of the efficiency of water use in irrigation management, by means of an automatic controller (hardware and software) with wireless communication technology. The proposal was to create a precision equipment to enable that the irrigation was established from the application of water in watering shifts and variable levels, instead of arbitrarily fixed criteria, characterizing the controller as an automatic irrigation system with the application at a variable rate. The efficiency of the equipment was validated in a pasture irrigation system, although it can be used to control the irrigation of any crop, just by knowing the type of irrigation system, the crop coefficient(s) (Kc) and the limits of field capacity and the soil permanent wilting point (analysis of water retention in the soil), in order to establish a parameter of water availability to be used by the crop. With the results, we concluded that the proposed controller proved to be original and efficient in irrigation control for links up to 212 meters among its communication modules.

Orientador: Aílton Akira Shinoda / Co-orientador: Ruy de Oliveira / Banca: Christiane Marie Schweitzer / Banca: Élvio João Leonardo / Resumo: Nas últimas décadas, os desafios no setor de energia elétrica têm aumentado significativamente, quer seja por questões referentes à forma como a energia é gerada e distribuída, ou pela postura do consumidor perante a rede elétrica. Diante da necessidade de uma reestruturação no negócio de energia elétrica, países investem em um conceito conhecido como Smart Grid, que tem como alvo a otimização e automação da rede de energia elétrica, utilizando tecnologias de informação e comunicação avançadas. Entre os principais objetivos propostos pela implementação das Smart Grids estão: aumento na confiabilidade da rede; redução de falhas no fornecimento de energia; redução de tempo e custo com manutenção na rede; registros mais precisos do consumo de energia; inserção de fontes renováveis de energia na rede, a fim de proporcionar um ambiente mais limpo. Investimentos em tecnologias de comunicação, componente fundamental para o bom desempenho das Smart Grids, merecem atenção especial. Diminuir o tempo de recuperação a falhas, inserir fontes de energias alternativas, entre outras funcionalidades, requerem uma rede eficiente e rápida. Os domínios de uma Smart Grid, possuem demandas de comunicação diversificadas, o que exige o emprego de diferentes tecnologias de comunicação, tornando sua implementação complexa. Dentre os protocolos de comunicação existentes, o Distributed Network Protocol 3.0 (DNP3) é um protocolo de comunicação baseado nas especificações do IEC (International Eletrotechnical Commission) e adaptado para ser utilizado em aplicações altamente seguras com taxa de transmissão de dados moderada. Vários trabalhos apontam para possíveis utilizações do protocolo DNP3 em conjunto com outros padrões de comunicação (IEEE 802.3, IEEE 802.11, IEEE 802.15.4). O IEEE 802.15.4 é um padrão de baixo consumo e seu uso tem sido difundido como solução adequada para redes de sensores sem fio em... / Abstract: Over the last decades, the challenges in the electricity sector have significantly increased, either by the issues regarding the way energy is generated and distributed by the consumer's attitude towards the electrical grid. In order to restructure the business model in the electricity sector, countries around the world have decided to invest in a concept known as Smart Grid. This system includes technologies such as digital, information and communication Technology (ICT). This concept aims to optimize and automate the electricity sector. The major changes proposed by the implementation of the Smart Grid are: higher network reliability, less failures in the power supply, lower time and costs of maintenance in the network, more accurate records of energy use by the consumer; and insertion of new energy sources in the network, contributing to reducing carbon dioxide emissions. Thus, investments in communication technologies is considered a key component for the performance of Smart Grids, as this technology demands diversified communication protocols that have to be fast and might involve a complex communication network. Among the existing communication protocols, the Distributed Network Protocol 3.0 (DNP3) is a protocol based on the specifications of the IEC (International Electrotechnical Commission) and adapted for use on highly secure applications with moderate data transmission rates. Several studies have pointed to possible use of the DNP3 protocol in conjunction with other communication standards such as IEEE 802.3, IEEE 802.11 and IEEE 802.15.4. The IEEE 802.15.4 is a standard for low power consumption and it has been disseminated as an appropriate solution for wireless sensor networks in several areas, such as industrial, commercial, residential and academic. The implementation of a heterogeneous communication network - to study and evaluate the behavior of a particular technology - is a highly costly process. However, computer ... / Mestre