Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-27T16:44:26Z No. of bitstreams: 1 161246.pdf: 1262962 bytes, checksum: 69ed43a5e387b806d02b99e4cfdbd8f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-27T16:44:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 161246.pdf: 1262962 bytes, checksum: 69ed43a5e387b806d02b99e4cfdbd8f4 (MD5) Previous issue date: 1984-10 / O presente trabalho tem por objetivo, estabelecer um sistema de tele-comando de um veículo submarino axissimétrico, de forma a permitir uma interceptação com outro veículo em movimento, que se desloca em um plano paralelo a superfície do mar. A dinâmica e a cinemática deste veículo são analisadas, sendo efetuado depois um estudo sobre o giroscópio selecionado. Finalmente, será fornecido um anteprojeto para implementação do sistema, o que permitirá uma posterior avaliação dos dados coletados. / The main purpose of this work is to establish a telecommand system for an axisymmetric underwater vehicle to allow the interception of another vehicle, moving in a parallel plane to the sea surface. The kinematic and dynamic performance of this vehicle will be analysed, anda study made of the selected gyroscope. Finally a design implementation of the system will be produced, enabling practical data measurement to be made and evaluated.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Carlos Antonio Alves / Banca: Josivaldo Godoy da Silva / Resumo: Neste trabalho, implementou-se um aplicativo para o sistema operacional Android para recebimento das informações transmitidas de um dinamômetro biomédico eletrônico por meio de uma interface bluetooth. Com esta finalidade, uma instrumentação contendo um microcontrolador PSoC e um adaptador Zuchi ZT-05 foi utilizada para transmitir os dados. O software desenvolvido é provido de diversos módulos de cadastros, configurações e visualização de informações e foi capaz de realizar o correto manuseio dos dados. Para avaliar o funcionamento do sistema, realizou-se a medição da força de preensão de 20 voluntários, sendo 10 hígidos e 10 com patologias nas mãos. O software desenvolvido gerenciou adequadamente os exames de todos os voluntários. Utilizando o dinamômetro implementado, mediu-se pela primeira vez, pelo que é de nosso conhecimento, a força exercida pelos músculos lumbricais de um paciente. Pode-se constatar que as análises das forças de preensão foram melhor e mais facilmente realizadas graças aos recursos que o aplicativo fornece / Abstract: In this work an application for the Android operating system was implemented for receiving data from a biomedical electronic dynamometer sent via a bluetooth interface. For this purpose, an instrumentation having the PSoC microcontroller and a Zuchi ZT-05 adapter was used to transmit the data. The developed software is provided with many different modules, like registrations, settings and information display and was able to make a proper data handling. To evaluate the system's operation, the grip strength of 20 volunteers, 10 healthy and 10 with pathologies hands, was measured. The developed software properly managed all the volunteers exams. Using the implemented dynamometer, for the first time, to the best of our knowledge, the force exerted by the lumbrical muscles of a patient was measured. It can be verified that the analysis of the grip strength were better and more easily achieved with the resources that the software provides / Mestre

Orientador: Aílton Akira Shinoda / Co-orientador: Ed' Wilson Tavares Ferreira / Banca: Christiane Marie Schweitzer / Banca: Valtemir Emerencio do Nascimento / Resumo: O crescimento vertiginoso da tecnologia de redes sem fio tem sido muito significativo nos últimos anos, sua utilização ocorre em diversos setores da sociedade. O padrão IEEE 802.11 destaca-se nesse cenário. No entanto, os mecanismos de proteção empregados por este padrão de rede sem fio não tem apresentado eficiência no combate a ataques de negação de serviço. Os sistemas de detecção de intrusão são vistos como uma forma eficaz de minimizar essas ameaças. Nesta pesquisa foi proposta a construção de três conjuntos de dados que represente de forma significativa o tráfego de rede sem fio. Os conjuntos gerados têm finalidade de auxiliar na avaliação de algoritmos de detecção de intrusos para redes sem fio. Para a construção dos conjuntos de dados foram implementados três cenários de redes sem fio, todos em ambientes reais e operacionais. Em cada cenário foi habilitado um mecanismo de segurança: cenário 1 protocolo WEP, cenário 2 foi utilizado IEEE 802.11i e cenário 3 o IEEE 802.11i associada à emenda IEEE 802.11w. A escolha por cenários diferentes e divisão dos conjuntos de acordo com os ambientes tem a finalidade analisar a evolução dos mecanismos de segurança. Com isto é possível categorizar cada ambiente. Após a construção dos ambientes de rede sem fio foi inoculado tráfego de rede normal e anômalo, com isto iniciou-se a coleta dos dados. Com os dados coletados foi realizado um pré-processamento de cada conjunto capturando apenas os quadros do cabeçalho Media Access Control - MAC do IEEE 802.11. A escolha foi definida em virtude de este quadro possuir características especifica das redes sem fio. Para validar os conjuntos de dados foram empregadosalgoritmos de classificação e reconhecimento de padrões. Os algoritmos empregados na validação foram Multilayer Perceptron - MLP, Radial Basis Function - RBF e Bayes Net. Os resultados obtidos com a avaliação dos conjuntos de dados gerados... / Abstract: The fast growth of wireless network technology has been very significant lately, its occurs in diverse sectors of society. The standard IEEE 802.11 stands out in this scenario. However, the protection mechanisms employed by this standard wireless network has not shown effectiveness in combating denial of service attacks. The intrusion detection systems are seen as an effective way to minimize these threats. We proposed in this research to build three data sets, which represent traffic wireless network. The sets are generated auxiliary purpose in assessing intrusion detection algorithms for wireless networks. For the construction of the data sets three scenarios of wireless networks, all in real operational environments and have been implemented. In each scenario was one enabled security mechanisms: WEP protocol scenario 1, scenario 2 was used IEEE 802.11i scenario 3 the associated IEEE 802.11i amendment to the IEEE 802.11w. The choice of different sets of scenarios and divide according to the environments aims to analyze the evolution of the security mechanisms. This makes it possible to categorize each environment. After the construction of wireless network environments normal and anomalous traffic were inoculated and thus collect the data. With the collected data pre-processing each set only extracting the frames from the MAC header was conducted. The choice was defined as this has specific characteristics of wireless networks. To validate the data sets and sorting algorithms were employed pattern recognition. The algorithms were used in the validation MLP, RBF and Bayes Net. The results obtained from the evaluation of the generated data sets demonstrate that the proposed approach is quite promising / Mestre

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Co-Orientador: Eduardo Paciência Godoy / Banca: Claudionor Francisco do Nascimento / Banca: André Luiz Andreoli / Resumo: A crescente demanda de energia elétrica devido ao crescimento populacional nos últimos anos, resultou em uma necessária expansão da matriz energética por meio de fontes alternativas, incluindo os consumidores também geradores de energia de pequeno porte, em baixa ou média tensão. Sendo assim, estudos vêm sendo realizados para inserir a automação no controle desses sistemas, porém ainda não foi estabelecido o que será controlado e como obter os dados de forma eficaz. No cenário de microrredes, um dos grandes desafios é a automação do processo de comunicação da rede entre diferentes dispositivos, tais como controladores de geradores, medidores inteligentes, etc., a fim de facilitar a troca de informações e melhorar o desempenho da rede. Portanto, este trabalho apresenta um estudo de simulação de microrredes (MR) com geração distribuída (GD) controlada remotamente, através de uma comunicação sem fio. A metodologia é apresentada através da simulação integrada de redes inteligentes, na qual o sistema elétrico foi implementado através do software PLECS - blockset, enquanto a rede sem fio foi projetada através do software TrueTime - toolbox, ambos simulados no Matlab®/Simulink®. Nesta aplicação de MR, é avaliado o uso de uma rede sem fio ZigBee e Wi-Fi, para controlar a geração da potência ativa da GD sob diferentes parâmetros de rede, tais como a probabilidade de perda e distância entre os dispositivos. Os resultados mostram que a simulação apresenta uma proposta viável para uma an... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing use of electricity due to the population growth in recent years has resulted in a necessary expansion of the energy matrix through alternative sources, including prosumers in low or medium voltage. Therefore, studies have been carried out to introduce automation in the control of these systems, but is has not yet been established what will be controllled and how to get the data effectively. In the microgrids scenario, one of the great challenges is the automation of the process of communication of the network between different devices, such as generators controllers, smart meters, etc., in order to facilitate the information exchange and improve network performance. Therefore, this work presents a study of a Microgrid (MG) with a Distributed Generator (DG) controlled remotely through a wirelless communication. The methodology is presented through the integrated of smart grid simulations, where the electrical system was implemented through PLECS - blockset software, while the wireless network was developed using TrueTime - toolbox software, both simulated in Matlab/Simulink. In this application, the use of a ZigBee and Wi-Fi wireless network is evaluated to control the generation of the active power of DG under different network paramenters, such as the loss probility and distance between devices. The simulation results show that the effectiveness of networked solution for developing MG The results show that the simulation presents a feasible proposal for a communication networks analysis, with control of the DG and modeling and development of electric network in the smart MG / Mestre

Orientador: Jozue Vieira Filho / Coorientador: Edson Donizete de Carvalho / Banca: Francisco Villarreal Alvarado / Banca: Antônio Aparecido de Andrade / Resumo: Neste trabalho, abordaremos um método sistemático para a construção de códigos espaço-temporal de treliça em sistema de comunicação sem fio que emprega a tecnologia MIMO quando submetidos em canais com desvanecimento do tipo quase-estático. O método é baseado na teoria de reticulados e explora conceitos de constelações rotacionais obtidas via partições de reticulados. Esta metodologia assegura a maior diversidade possível no processo de modulação utilizado / Abstract: This paper proposes a systematic method for building Space-Time Trellis Codes in wireless communication system that employs MIMO when submitted in fading channels. The method is based on the theory of lattices that will combine concepts of rotated constellations and partition lattices. This methodology ensures the greatest possible diversity in the process of modulation used / Mestre

CAPES; Fundação Araucária; CNPq / A tomografia por coerência ótica é uma técnica de alta resolução e não-invasiva que possibilita a geração de imagens tridimensionais em tempo real e in-vivo, tendo aplicações principalmente nos campos da medicina. Todavia, a aplicação industrial de OCT é altamente promissora, porém pouco explorada. Esta dissertação apresenta um sistema de tomografia por coerência ótica no domínio temporal para caracterização de dispositivos fotorrefrativos em fibras óticas. Estes dispositivos são fabricados no grupo de Dispositivos Fotônicos e Aplicações da UTFPR visando aplicações na área de sensoriamento. A caracterização é de suma importância no momento em que se deseja aperfeiçoar o processo de fabricação. A grande vantagem de OCT é a possibilidade de geração de imagens de alta resolução e a análise qualitativa e quantitativa de parâmetros como o índice de refração e o período da modulação dos dispositivos. Foram desenvolvidas as peças mecânicas para a montagem do sistema e um programa de controle e aquisição em linguagem LabVIEW. O software comanda o movimento dos motores, além de coletar os dados provenientes do sistema de aquisição. Os resultados demonstram a viabilidade do sistema construído, possibilitando a visualização do período da gravação de uma rede de período longo com arco elétrico. Foram realizadas medidas do índice de refração de cristais, em que o valor obtido está de bom acordo com o encontrado na literatura. Devido à alta sensibilidade do sistema é possível identificar as interfaces de uma fibra ótica multímodo (diâmetro do núcleo maior que a resolução do sistema), em que as várias camadas – núcleo, casca, capa – são mostradas no interferograma, permitindo quantificar o valor destes índices de refração se o diâmetro é previamente conhecido. / Optical coherence tomography is a high-resolution and non invasive technique that allows constructing three-dimensional images in real time and in vivo, with applications mainly in medicine. However, industrial applications of the OCT are promising although underexploited. This work presents a time domain optical coherence tomography system to characterize photorefractive devices in optical fibers. These devices are produced by the Grupo de Dispositivos Fotônicos e Aplicações at UTFPR for applications in the sensing area. The characterization of such devices is an important issue to improve the production process. The main advantage of OCT is the possibility to obtain high- resolution images and analyze qualitative and quantitatively parameters like refractive index and the modulation period of devices. We developed the mechanical parts of the system and the software for control and acquisition data in LabVIEW language. The software commands motors movements and collect data of the acquisition system. The results demonstrate the viability of the built system, enabling the visualization of the long period grating recorded with electric arc. Refractive index measurements of crystals were done, which obtained values are in good agreement with literature. Due the high sensitivity of the system it is possible to identify interfaces of a multimode optical fiber (in this case the core diameter is bigger than the system resolution) and the various interfaces – core, cladding, coating – are shown in the interferograma, allowing quantify the refractive indexes when the diameter is previously known.

CAPES; Fundação Araucária; CNPq / A tomografia por coerência ótica é uma técnica de alta resolução e não-invasiva que possibilita a geração de imagens tridimensionais em tempo real e in-vivo, tendo aplicações principalmente nos campos da medicina. Todavia, a aplicação industrial de OCT é altamente promissora, porém pouco explorada. Esta dissertação apresenta um sistema de tomografia por coerência ótica no domínio temporal para caracterização de dispositivos fotorrefrativos em fibras óticas. Estes dispositivos são fabricados no grupo de Dispositivos Fotônicos e Aplicações da UTFPR visando aplicações na área de sensoriamento. A caracterização é de suma importância no momento em que se deseja aperfeiçoar o processo de fabricação. A grande vantagem de OCT é a possibilidade de geração de imagens de alta resolução e a análise qualitativa e quantitativa de parâmetros como o índice de refração e o período da modulação dos dispositivos. Foram desenvolvidas as peças mecânicas para a montagem do sistema e um programa de controle e aquisição em linguagem LabVIEW. O software comanda o movimento dos motores, além de coletar os dados provenientes do sistema de aquisição. Os resultados demonstram a viabilidade do sistema construído, possibilitando a visualização do período da gravação de uma rede de período longo com arco elétrico. Foram realizadas medidas do índice de refração de cristais, em que o valor obtido está de bom acordo com o encontrado na literatura. Devido à alta sensibilidade do sistema é possível identificar as interfaces de uma fibra ótica multímodo (diâmetro do núcleo maior que a resolução do sistema), em que as várias camadas – núcleo, casca, capa – são mostradas no interferograma, permitindo quantificar o valor destes índices de refração se o diâmetro é previamente conhecido. / Optical coherence tomography is a high-resolution and non invasive technique that allows constructing three-dimensional images in real time and in vivo, with applications mainly in medicine. However, industrial applications of the OCT are promising although underexploited. This work presents a time domain optical coherence tomography system to characterize photorefractive devices in optical fibers. These devices are produced by the Grupo de Dispositivos Fotônicos e Aplicações at UTFPR for applications in the sensing area. The characterization of such devices is an important issue to improve the production process. The main advantage of OCT is the possibility to obtain high- resolution images and analyze qualitative and quantitatively parameters like refractive index and the modulation period of devices. We developed the mechanical parts of the system and the software for control and acquisition data in LabVIEW language. The software commands motors movements and collect data of the acquisition system. The results demonstrate the viability of the built system, enabling the visualization of the long period grating recorded with electric arc. Refractive index measurements of crystals were done, which obtained values are in good agreement with literature. Due the high sensitivity of the system it is possible to identify interfaces of a multimode optical fiber (in this case the core diameter is bigger than the system resolution) and the various interfaces – core, cladding, coating – are shown in the interferograma, allowing quantify the refractive indexes when the diameter is previously known.

The incipient technology of wireless access networks of the IEEE 802.16 Standard aggregates to the BWA systems many advantages over concur technologies, such as radio signal wide coverage, even in difficult access regions or needy of conventional infrastructure of network, as the case of some urban and rural areas of Brazil. Moreover, enables access to the Internet in last mile with high transmission rates, attending to the more several requisites of the data, voice and video applications with minor cost in comparison to others available alternatives. Meanwhile, this technology not specifies how the packages or service flows should be the scheduled in the MAC layer. Thus, this study compares the use of mechanisms for scheduling that approximates the ideal GPS scheduler to support the provision of QoS on IEEE 802.16 PMP network. The modeling and simulation based results evidence that the considered mechanisms WRR and WF2Q get good results in the support to the provision of QoS in this network. / A incipiente tecnologia de redes de acesso sem fio do Padrão IEEE 802.16 agrega aos sistemas BWA inúmeras vantagens sobre as tecnologias concorrentes, tais como ampla cobertura do sinal de rádio, mesmo em regiões de difícil acesso ou carentes de infra-estrutura de rede convencional, como é o caso de algumas áreas urbanas e rurais brasileiras. Além disso, permite estabelecer a parte final da infra-estrutura de conexão de banda larga com altas taxas de transmissão, atendendo aos mais diversos requisitos das aplicações de dados, voz e vídeo a um menor custo em comparação com as outras alternativas disponíveis. Entretanto, o Padrão IEEE 802.16 não determina a forma como devem ser escalonados os pacotes ou fluxos de serviço na camada MAC desta tecnologia. Assim, neste trabalho compara-se a utilização de mecanismos de escalonamento que se aproximam do escalonador ideal GPS para o suporte à provisão de QoS em uma rede de acesso IEEE 802.16 PMP. Os estudos comparativos baseados em modelagem e simulação mostraram que os mecanismos WRR e WF2Q conduzem a bons resultados no suporte à provisão de QoS nesta rede. / Mestre em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / IEEE 802.16 standard, also called WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), is one of the most promising technologies for BWA (Broadband Wireless Access) networks. The IEEE 802.16 standard provides specification of MAC and physical layer. The standard adds to the BWA networks some advantages over other technologies, such as wide area of coverage, even in areas of difficult access or without conventional network infrastructure, as is the case of some urban and rural regions in Brazil. IEEE 802.16 standard is developed with Quality of Service (QoS) in mind. For that purpose it was created a connection oriented standard, where different applications are differentiated into multiple classes of service, in accordance with the parameters required by each application. However, the standard does not define how to implement the Connection Admission Control (CAC) algorithm, which is a fundamental requisite for obtaining QoS. The CAC algorithm is responsible for accepting or rejecting a new connection request depending on the resources already allocated in the network. Thus, the CAC must reject requests for connections that might compromise the QoS of admitted connections. This way, this work presents the proposal of a CAC algorithm based on threshold for the IEEE 802.16 networks. Moreover, the performance of the proposed CAC algorithm has been analyzed through modeling and simulation using the NS-2 (Network Simulator). To perform this step, the proposed CAC algorithm has been implemented in the WiMAX module of the NIST (National Institute of Standards and Technology). The results showed that the CAC algorithm is efficient and it is able to provide QoS in terms of bandwidth and delay, under different scenarios. / O padrão IEEE 802.16, também conhecido como WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), é uma das tecnologias mais promissoras para o acesso banda larga sem fio (BWA Broadband Wireless Access). O padrão IEEE 802.16 fornece especificações das características da camada de acesso ao meio (MAC) e física. Agrega às redes BWA algumas vantagens em relação às outras tecnologias, tal como, ampla área de cobertura, mesmo em regiões de difícil acesso ou sem qualquer infra-estrutura de rede convencional, como é o caso de algumas regiões urbanas e rurais brasileiras. O padrão IEEE 802.16 foi desenvolvido com Qualidade de Serviço (QoS) em mente. Para conseguir tal objetivo, criou-se um padrão orientado a conexão, onde as várias aplicações são diferenciadas em múltiplas classes de serviços, de acordo com os parâmetros solicitados por cada aplicação. Porém, o padrão não define como deve ser implementado o algoritmo de Controle de Admissão de Conexões (CAC Connection Admission Control), que é um requisito fundamental para obtenção de QoS. O algoritmo CAC é responsável por admitir ou rejeitar uma solicitação de uma nova conexão dependendo dos recursos já alocados da rede. Desta forma, o CAC deve rejeitar solicitações de conexões que poderiam comprometer a QoS das conexões admitidas. Em vista disto, neste trabalho apresenta-se uma proposta de um algoritmo de CAC baseado em threshold para as redes IEEE 802.16. Além disto, o desempenho do algoritmo de CAC proposto foi analisado através de modelagem e simulação, utilizando o simulador de redes NS-2 (Network Simulator). Para realizar esta etapa, o algoritmo de CAC proposto foi implementado no módulo WiMAX do NIST (National Institute of Standards and Technology). Os resultados obtidos demonstraram que o algoritmo de CAC é eficiente e apresentou-se capaz de prover QoS em termos de largura de banda e atraso, sob diferente cenários. / Mestre em Ciências

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The IEEE 802.16 standard is designed to provide wireless broadband connectivity for both xed and mobile users in a wide coverage area with high rates of data transfer. The main feature incorporated by the IEEE 802.16 standard is the quality of service (QoS) provisioning by means of packets scheduling, trac policing and connection admission control (CAC). Since the IEEE 802.16 standard does not dene the policies for admission control and packet scheduling, in this paper we propose a QoS provisioning mechanism which consists of a novel scheduling algorithm for uplink trac and a dynamic CAC scheme for IEEE 802.16 networks. The proposed scheduling mechanism serves the requests queues in a cyclical mode and is based on a static bandwidth reservation mechanism in order to separate the real-time and non real time ows. The CAC policy is proposed for the real-time service class with variable rate and is based on a delay prediction scheme which uses the buer size information in SSs. Through modeling and simulation, we evaluated various network scenarios in order to test the eciency of CAC and scheduling mechanism. From the results, it was found that the proposed mechanism is able to meet the maximum delay requirements of the maximum delay bound for real time ows and minimum throughput for streams of non-real time. Moreover, it was found that the proposed mechanism is able to avoid the bandwidth starvation of low priority ows. / O padrão IEEE 802.16 é designado para prover conectividade em banda larga sem o para usuários xos e móveis em uma ampla área de cobertura com altas taxas de transferência de dados. A principal característica incorporada por esse padrão é a provis ão de qualidade de serviço (QoS) aos usuários nais, garantida por meio de algoritmos para escalonamento de pacotes tanto na estação base como nas estações de assinantes e também políticas para controle de admissão de conexões (CAC). Pelo fato do padrão não especicar políticas para a implementação desses mecanismos, propõe-se nesse trabalho um novo algoritmo de escalonamento uplink na estação base que é capaz de atender as principais classes de serviços denidas pelo padrão e também uma política de CAC din âmica baseada em predição de atraso. O mecanismo de escalonamento proposto atende as las de requisições de forma cíclica e baseia-se em um esquema de reserva estática de largura de banda para separar os uxos de tempo real, não tempo real com o requisito de taxa mínima e não tempo real sem requisitos de vazão (tráfego de melhor esforço). Já a política de CAC foi proposta para a classe de serviço de tempo real com taxa variável e baseia-se na predição do atraso médio calculado de acordo com o estado de ocupação dos buers nas estações assinantes. Avaliou-se, por meio de modelagem e simulação, vários cenários de redes com o intuito de testar a eciência do mecanismo de escalonamento e CAC. Pelos resultados obtidos, vericou-se que o mecanismo proposto é capaz de atender os requisitos de atraso máximo limitado para uxos de tempo real e vazão mínima para uxos de não tempo real. Além disso, constatou-se que o mecanismo proposto é capaz de evitar o bandwidth starvation dos uxos de baixa prioridade. / Mestre em Ciências