Técnicas que partem de modelos de alto nível de abstração são requeridas para lidar com a complexidade encontrada nas novas gerações de sistemas embarcados, sendo cruciais para o sucesso do projeto. Uma grande redução do esforço pode ser obtida com o uso de modelos quando código em uma linguagem de programação pode ser gerado automaticamente a partir desses. Porém, ferramentas disponíveis para modelagem e geração de código normalmente são dependentes de domínio e o software embarcado normalmente possui comportamento heterogêneo, requerendo suporte a múltiplos modelos de computação. Nesta tese, estratégias para desenvolvimento de software embarcado baseado em modelos de alto nível usando UML e Simulink são analisadas. A partir desta análise, observaram-se as principais limitações das abordagens para geração de código baseadas em UML e Simulink. Esta tese, então, propõe estratégias para melhorar a automação provida por estas ferramentas, como por exemplo, propondo uma abordagem para geração de código multithread a partir de modelos Simulink. A comparação feita entre UML e Simulink mostra que, embora UML seja a linguagem mais usada no domínio de engenharia de software, UML é baseada em eventos e não é adequada para modelar sistemas dataflow. Por outro lado, Simulink é largamente usado por engenheiros de hardware e de controle, além de suportar dataflow e geração de código. Porém, Simulink provê abstrações de mais baixo nível, quando comparado a UML. Conclui-se que tanto UML como Simulink possuem prós e contras, o que motiva a integração de ambas linguagens em um único fluxo de projeto. Neste contexto, esta tese propõe também uma abordagem integradora para desenvolvimento de software embarcado que inicia com uma especificação de alto nível descrita usando diagramas UML, a partir da qual modelos dataflow e control-flow podem ser gerados. Desta maneira, o modelo UML pode ser usado como front-end para diferentes abordagens de geração de código, incluindo UML e a proposta geração de código multithread a partir de modelos Simulink. / The use of techniques starting from higher abstraction levels is required to cope with the complexity that is found in the new generations of embedded systems, being crucial to the design success. A large reduction of design effort when using models in the development can be achieved when there is a possibility to automatically generate code from them. Using these techniques, the designer specifies the system model using some abstraction and code in a programming language is generated from that. However, available tools for modeling and code generation are domain-specific and embedded software usually shows heterogeneous behavior, which pushes the need for supporting software automation under different models of computation. In this thesis, strategies for embedded software development based on high-level models using UML and Simulink were analyzed. We observed that the embedded software generation approaches based on UML and Simulink have limitations, and hence this thesis proposes strategies to improve the automation provided on those approaches, for example, proposing a Simulink-based multithread code generation. UML is a well used language in the software engineering domain, and we consider that it has several advantages. However, UML is event-based and not suitable to model dataflow systems. On the other side, Simulink is widely used by control and hardware engineers and supports dataflow, and time-continuous models. Moreover, tools are available to generate code from a Simulink model. However, Simulink models represent lower abstraction level compared to UML ones. This comparison shows that UML and Simulink have pros and cons, which motivates the integration of both languages in a single design process. As the main contribution, we propose in this thesis an integrated approach to embedded software design, which starts from a high-level specification using UML diagrams. Both dataflow and control-flow models can be generated from that. In this way, an UML model can be used as front-end for different code generation approaches, including UML-based one and the proposed Simulink-based multithread code generation.

Técnicas que partem de modelos de alto nível de abstração são requeridas para lidar com a complexidade encontrada nas novas gerações de sistemas embarcados, sendo cruciais para o sucesso do projeto. Uma grande redução do esforço pode ser obtida com o uso de modelos quando código em uma linguagem de programação pode ser gerado automaticamente a partir desses. Porém, ferramentas disponíveis para modelagem e geração de código normalmente são dependentes de domínio e o software embarcado normalmente possui comportamento heterogêneo, requerendo suporte a múltiplos modelos de computação. Nesta tese, estratégias para desenvolvimento de software embarcado baseado em modelos de alto nível usando UML e Simulink são analisadas. A partir desta análise, observaram-se as principais limitações das abordagens para geração de código baseadas em UML e Simulink. Esta tese, então, propõe estratégias para melhorar a automação provida por estas ferramentas, como por exemplo, propondo uma abordagem para geração de código multithread a partir de modelos Simulink. A comparação feita entre UML e Simulink mostra que, embora UML seja a linguagem mais usada no domínio de engenharia de software, UML é baseada em eventos e não é adequada para modelar sistemas dataflow. Por outro lado, Simulink é largamente usado por engenheiros de hardware e de controle, além de suportar dataflow e geração de código. Porém, Simulink provê abstrações de mais baixo nível, quando comparado a UML. Conclui-se que tanto UML como Simulink possuem prós e contras, o que motiva a integração de ambas linguagens em um único fluxo de projeto. Neste contexto, esta tese propõe também uma abordagem integradora para desenvolvimento de software embarcado que inicia com uma especificação de alto nível descrita usando diagramas UML, a partir da qual modelos dataflow e control-flow podem ser gerados. Desta maneira, o modelo UML pode ser usado como front-end para diferentes abordagens de geração de código, incluindo UML e a proposta geração de código multithread a partir de modelos Simulink. / The use of techniques starting from higher abstraction levels is required to cope with the complexity that is found in the new generations of embedded systems, being crucial to the design success. A large reduction of design effort when using models in the development can be achieved when there is a possibility to automatically generate code from them. Using these techniques, the designer specifies the system model using some abstraction and code in a programming language is generated from that. However, available tools for modeling and code generation are domain-specific and embedded software usually shows heterogeneous behavior, which pushes the need for supporting software automation under different models of computation. In this thesis, strategies for embedded software development based on high-level models using UML and Simulink were analyzed. We observed that the embedded software generation approaches based on UML and Simulink have limitations, and hence this thesis proposes strategies to improve the automation provided on those approaches, for example, proposing a Simulink-based multithread code generation. UML is a well used language in the software engineering domain, and we consider that it has several advantages. However, UML is event-based and not suitable to model dataflow systems. On the other side, Simulink is widely used by control and hardware engineers and supports dataflow, and time-continuous models. Moreover, tools are available to generate code from a Simulink model. However, Simulink models represent lower abstraction level compared to UML ones. This comparison shows that UML and Simulink have pros and cons, which motivates the integration of both languages in a single design process. As the main contribution, we propose in this thesis an integrated approach to embedded software design, which starts from a high-level specification using UML diagrams. Both dataflow and control-flow models can be generated from that. In this way, an UML model can be used as front-end for different code generation approaches, including UML-based one and the proposed Simulink-based multithread code generation.

Técnicas que partem de modelos de alto nível de abstração são requeridas para lidar com a complexidade encontrada nas novas gerações de sistemas embarcados, sendo cruciais para o sucesso do projeto. Uma grande redução do esforço pode ser obtida com o uso de modelos quando código em uma linguagem de programação pode ser gerado automaticamente a partir desses. Porém, ferramentas disponíveis para modelagem e geração de código normalmente são dependentes de domínio e o software embarcado normalmente possui comportamento heterogêneo, requerendo suporte a múltiplos modelos de computação. Nesta tese, estratégias para desenvolvimento de software embarcado baseado em modelos de alto nível usando UML e Simulink são analisadas. A partir desta análise, observaram-se as principais limitações das abordagens para geração de código baseadas em UML e Simulink. Esta tese, então, propõe estratégias para melhorar a automação provida por estas ferramentas, como por exemplo, propondo uma abordagem para geração de código multithread a partir de modelos Simulink. A comparação feita entre UML e Simulink mostra que, embora UML seja a linguagem mais usada no domínio de engenharia de software, UML é baseada em eventos e não é adequada para modelar sistemas dataflow. Por outro lado, Simulink é largamente usado por engenheiros de hardware e de controle, além de suportar dataflow e geração de código. Porém, Simulink provê abstrações de mais baixo nível, quando comparado a UML. Conclui-se que tanto UML como Simulink possuem prós e contras, o que motiva a integração de ambas linguagens em um único fluxo de projeto. Neste contexto, esta tese propõe também uma abordagem integradora para desenvolvimento de software embarcado que inicia com uma especificação de alto nível descrita usando diagramas UML, a partir da qual modelos dataflow e control-flow podem ser gerados. Desta maneira, o modelo UML pode ser usado como front-end para diferentes abordagens de geração de código, incluindo UML e a proposta geração de código multithread a partir de modelos Simulink. / The use of techniques starting from higher abstraction levels is required to cope with the complexity that is found in the new generations of embedded systems, being crucial to the design success. A large reduction of design effort when using models in the development can be achieved when there is a possibility to automatically generate code from them. Using these techniques, the designer specifies the system model using some abstraction and code in a programming language is generated from that. However, available tools for modeling and code generation are domain-specific and embedded software usually shows heterogeneous behavior, which pushes the need for supporting software automation under different models of computation. In this thesis, strategies for embedded software development based on high-level models using UML and Simulink were analyzed. We observed that the embedded software generation approaches based on UML and Simulink have limitations, and hence this thesis proposes strategies to improve the automation provided on those approaches, for example, proposing a Simulink-based multithread code generation. UML is a well used language in the software engineering domain, and we consider that it has several advantages. However, UML is event-based and not suitable to model dataflow systems. On the other side, Simulink is widely used by control and hardware engineers and supports dataflow, and time-continuous models. Moreover, tools are available to generate code from a Simulink model. However, Simulink models represent lower abstraction level compared to UML ones. This comparison shows that UML and Simulink have pros and cons, which motivates the integration of both languages in a single design process. As the main contribution, we propose in this thesis an integrated approach to embedded software design, which starts from a high-level specification using UML diagrams. Both dataflow and control-flow models can be generated from that. In this way, an UML model can be used as front-end for different code generation approaches, including UML-based one and the proposed Simulink-based multithread code generation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-08-03T16:20:41Z No. of bitstreams: 1 2017_GeorgeAndrewBrindeiro.pdf: 7244557 bytes, checksum: 8721ced187422d4cb825fa339c97c834 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-06T22:53:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_GeorgeAndrewBrindeiro.pdf: 7244557 bytes, checksum: 8721ced187422d4cb825fa339c97c834 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T22:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_GeorgeAndrewBrindeiro.pdf: 7244557 bytes, checksum: 8721ced187422d4cb825fa339c97c834 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Este trabalho visa estudar e aplicar diferentes técnicas e práticas no desenvolvimento de software embarcado de controle de um triciclo adaptado para a prática do ciclismo auxiliado por estimulação elétrica funcional. Entre normas técnicas relacionadas a dispositivos médicos e boas práticas de engenharia de software, buscou-se entender que estratégias poderiam ser adotadas para mitigar anomalias e avaliar a qualidade de software nesse contexto. Levando em consideração os riscos presentes no dispositivo, foi proposta uma nova arquitetura de software para mitigá-los, utilizando o framework Robot Operating System (ROS). A arquitetura proposta e sua implementação foram avaliadas com base em quatro atributos internos de qualidade de software: modifiabilidade, reusabilidade, verifiabilidade e proteção. / This work aims to study and apply different development techniques and practices to the embedded control software to a tricycle adapted for functional electrical stimulation cycling. Between technical standards related to medical devices and software engineering best practices, it attempts to understand which strategies could be adopted to mitigate anomalies and evaluate the quality of software in this context. Considering the risks presented by the device, a new software architecture was proposed to mitigate them, using the Robot Operating System (ROS) framework. The proposed architecture and its implementation were evaluated based on four internal software quality attributes: modifiability, reusability, verifiability and safety.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-01-02T16:05:46Z No. of bitstreams: 1 2017_RafaelRodriguesdaSilva.pdf: 11955295 bytes, checksum: 8c22109982d2ae4551be89111169824f (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-22T13:13:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RafaelRodriguesdaSilva.pdf: 11955295 bytes, checksum: 8c22109982d2ae4551be89111169824f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T13:13:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RafaelRodriguesdaSilva.pdf: 11955295 bytes, checksum: 8c22109982d2ae4551be89111169824f (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Fundação de Apoio a Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF). / A utilização e complexidade dos sistemas Eletroeletrônicos (E/E) automotivos têm crescido bastante ao longo dos anos. Esse crescimento é justificado pelos diversos benefícios que estes sistemas podem oferecer frente aos sistemas puramente mecânicos ou hidráulicos tais como: segurança, redução no consumo de combustível, redução na emissão de poluentes e aumento do conforto. Neste sentido, diversos subsistemas foram substituídos total ou parcialmente por dispositivos E/E. Paralelo ao desenvolvimento dos sistemas E/E automotivos, a complexidade dos softwares embarcados automotivos tem sido elevada consideravelmente. Pesquisas mostram que, atualmente, o desenvolvimento de software automotivo é responsável pelo maior custo no projeto de um veículo e o número de linhas de código podendo chegar a centenas de milhões. Devido a este a aumento significativo na quantidade e complexidade dos softwares automotivos, os desenvolvedores têm buscado cada vez mais metodologias que acelerem e sistematizem o processo de desenvolvimento. A Metodologia de Projeto Baseado em Modelos (MBD) surge como uma alternativa para o desenvolvimento de software automotivo, uma vez que apresenta uma série de benefícios em relação ao desenvolvimento de software tradicional. Neste trabalho a metodologia MBD é aplicada ao desenvolvimento do software de controle de um Sistema de Direção Elétrica Assistida (EPAS). Para isto, duas estratégias de controle foram propostas. A primeira é a estraté- gia de controle Linear Quadrática Gaussiana (LQG) que é composta por um controlador Linear Quadrático (LQR) e um Filtro de Kalman para estimação dos estados. A segunda estratégia é o Controlador Preditivo Baseado em Modelos (MPC). Complementar à estratégia de controle MPC, foi desenvolvido um método de parametrização exponencial, o qual contribui significativamente com a redução do custo computacional. Os resultados apresentados mostraram que as estratégias de controle propostas cumpriram de forma satisfatória os requisitos de controle, tanto em nível de simulação quanto em nível de hardware. Neste sentido a metodologia MBD foi implementada no desenvolvimento do software de controle do sistema EPAS e os resultados mostraram que esta técnica proporciona uma série de benefícios e é capaz de acelerar e sistematizar o processo de desenvolvimento. / The usage and complexity of automotive electro-electronic (E/E) systems have grown signifi- cantly over the years. This growth is justified by the many benefits these systems can offer in comparison to purely mechanical or hydraulic systems, such as: increased safety, reduced fuel consumption, reduced pollutant emissions and increased comfort. Thus, several subsystems have been totally or partially replaced by E/E devices. Simultaneously to the development of automotive E/E systems, the complexity of embedded automotive softwares has been raised considerably. Research shows that, today, automotive software development is responsible for the greatest cost in designing a vehicle, and the number of code-lines can reach hundreds of millions. Due to this significant increase in the quantity and complexity of automotive softwares, developers have increasingly sought methodologies that accelerate and systematize the development process. The Model-Based Design (MBD) methodology emerges as an alternative for the development of automotive software, since it presents a series of benefits in comparison to the development of traditional software. In this work, the MBD methodology is applied to the development of the control software of an Electric Power Assisted Steering (EPAS) system. In order to accomplish this, two control strategies were proposed. The first one is the Linear-Quadratic-Gaussian (LQG) control strategy, which is composed of a Linear-Quadratic-Regulator (LQR) and a Kalman Filter, for estimation of the states. The second strategy is the Model-Based Predictive Control (MPC). In addition to the MPC control strategy, an exponential parameterization method was developed, which contributes significantly to the reduction of computational cost. The results presented showed that the proposed control strategies fulfilled the control requirements satisfactorily, both at the simulation level and at the hardware level. This way, MBD methodology was implemented in the development of the EPAS control software and the results showed that this technique provides a series of benefits and is able to accelerate and systematize the development process.

Submitted by Programa de P?s-Gradua??o Engenharia El?trica (ppgee@ifpb.edu.br) on 2018-04-17T17:08:18Z No. of bitstreams: 1 47- N?iron de Vasconcelos Sousa - AUTOMA??O RESIDENCIAL POR COMANDOS DE VOZ PARA PESSOAS COM MOBILIDADE REDUZIDA.pdf: 4710798 bytes, checksum: 2754bd2158dbfbd02a15ce408130b212 (MD5) / Approved for entry into archive by Programa de P?s-Gradua??o Engenharia El?trica (ppgee@ifpb.edu.br) on 2018-04-17T17:09:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 47- N?iron de Vasconcelos Sousa - AUTOMA??O RESIDENCIAL POR COMANDOS DE VOZ PARA PESSOAS COM MOBILIDADE REDUZIDA.pdf: 4710798 bytes, checksum: 2754bd2158dbfbd02a15ce408130b212 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T17:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 47- N?iron de Vasconcelos Sousa - AUTOMA??O RESIDENCIAL POR COMANDOS DE VOZ PARA PESSOAS COM MOBILIDADE REDUZIDA.pdf: 4710798 bytes, checksum: 2754bd2158dbfbd02a15ce408130b212 (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / IFPB / Nos ?ltimos anos, tem se observado um crescimento de tecnologias voltadas ? Automa??o Industrial ou Residencial. O comando de voz para automa??o residencial ? uma ?rea de pesquisa emergente, devido ao surgimento de diversas plataformas embarcadas, simples e de baixo custo, com alto poder de processamento e tamanho reduzido. A utiliza??o de sistemas de automa??o controlados por voz ? indiscutivelmente interessante ?s pessoas portadoras de necessidades especiais, idosos, nas quais a fala pode substituir algumas a??es motoras. Pode ser realizada de forma independente ou dependente do locutor. Nesse sentido, este projeto aborda o desenvolvimento de um sistema de reconhecimento autom?tico de fala, de baixo custo, independente do locutor, que utiliza comandos isolados. O trabalho se divide em duas abordagens. Na primeira, foi empregada a plataforma Raspberry PI B+. O sistema foi testado com o Pocketsphinx na l?ngua inglesa com uma placa de circuito pr?pria desenvolvida para o acionamento das cargas, com a finalidade de avaliar efici?ncia e efic?cia do software. Foi obtida uma taxa de reconhecimento de 90,4%, com resposta r?pida do sistema. Na segunda abordagem, o sistema de reconhecimento ? baseado na l?ngua portuguesa, utilizando a plataforma embarcada Raspberry PI Zero W, ESP8266 12E e o software Jasper, tendo a placa de controle dos dispositivos separada do Raspberry Pi Zero W. A fala ? convertida em texto usando o Google speech. Ap?s validado o comando, o mesmo ? enviado ao ESP8266 12E atrav?s de um roteador que permite a??es de controle, como aparelhos eletroeletr?nicos ou envio de mensagens SMS, com o intuito de dar autonomia, seguran?a e comodidade ?s pessoas com mobilidade reduzida. O sistema proposto foi avaliado atrav?s de aspectos de integridade, tais como sensibilidade a ru?dos do meio, sensibilidade de aceite da pron?ncia das palavras de acordo com o idioma escolhido e detec??o de falso-positivo. Nos testes realizados com a segunda abordagem obteve-se uma taxa de acertos de 99,67 %, indicando que a proposta se mostra vi?vel para a cria??o de uma interface por reconhecimento autom?tico de fala com baixo custo.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JailtonCP_DISSERT.pdf: 2190503 bytes, checksum: ee26df46d54432b596d1d87d4b66b75c (MD5) Previous issue date: 2012-07-27 / In practically all vertical markets and in every region of the planet, loyalty marketers have adopted the tactic of recognition and reward to identify, maintain and increase the yield of their customers. Several strategies have been adopted by companies, and the most popular among them is the loyalty program, which displays a loyalty club to manage these rewards. But the problem with loyalty programs is that customer identification and transfer of loyalty points are made in a semiautomatic. Aiming at this, this paper presents a master's embedded business automation solution called e-Points. The goal of e-Points is munir clubs allegiances with fully automated tooling technology to identify customers directly at the point of sales, ensuring greater control over the loyalty of associate members. For this, we developed a hardware platform with embedded system and RFID technology to be used in PCs tenant, a smart card to accumulate points with every purchase and a web server, which will provide services of interest to retailers and customers membership to the club / Em praticamente todos os mercados verticais e em cada regi?o do planeta, os comerciantes de fidelidade adotaram a t?tica de reconhecimento e recompensa para identificar, manter e aumentar o rendimento de seus clientes. V?rias estrat?gias t?m sido adotadas pelas empresas, e a mais popular entre elas ? o programa de fidelidade, que exibe um clube de fidelidade para gerenciar essas recompensas. Mas o problema com os programas de fidelidade ? que a identifica??o dos clientes e a transmiss?o dos pontos de fidelidade s?o feitas de forma semiautom?tica. Visando isto, o presente trabalho de mestrado apresenta uma solu??o embarcada de automa??o comercial intitulada e-Pontos. O objetivo do e-Pontos ? munir os clubes de fidelidades com ferramental tecnol?gico totalmente automatizado para identificar os clientes diretamente nos pontos de vendas, garantindo um maior controle dos pontos de fidelidade dos membros associados. Para isso, foi desenvolvida uma plataforma de hardware com sistema embarcado e tecnologia RFID que ser? utilizada nos PCs dos lojistas, um smart card para acumular os pontos a cada compra e um servidor web, o qual disponibilizar? servi?os de interesse para os lojistas e os clientes conveniado ao clube

Com a evolução tecnológica há nos dias de hoje um aumento de dispositivos eletrônicos presentes ao nosso redor. Com o passar dos anos diversas funcionalidades vêm sendo agregadas a estes inclusive com maior poder de processamento. Em particular, para sistemas embarcados houve um crescimento da quantidade de sensores para diversos propósitos. Seguindo esta tendência, na área de saúde também houve um aumento significativo de aparelhos e dispositivos de monitoramento, tais como glicosimetros, oxímetros, monitoramento de pressão e batimento cardíaco por exemplo, que através de sensores realizam transdução dos dados pertinentes ao parâmetro envolvido. Este trabalho apresenta a pesquisa e o desenvolvimento de um sistema embarcado com a propriedade de multiplexação de sensores, ou seja, foi desenvolvido um dispositivo microcontrolado o qual visa multiplicar a capacidade de monitoramento de analitos, conseguindo analisar múltiplos sensores para um mesmo experimento. Ao decorrer deste desenvolvimento foram utilizados quatro sensores dispostos simetricamente em um béquer, os dados são coletados e tratados de forma sequencial e individual. Inicialmente utilizamos um sistema embarcado com um microcontrolador (PIC 18F2550) que é responsável por digitalizar a informação e pela conexão via terminal USB. Posteriormente um microprocessador (Raspberry Pi Zero, placa embarcada) fez-se necessário devido ao melhor processamento de dados. Os sensores aqui estudados tratam-se de sensores químicos, que são introduzidos a uma célula eletroquímica, onde se encontram um eletrodo de referência (Prata em uma solução de Cloreto de Prata) e os outros quatro filmes finos que irão compor o sistema multiplexado. Para este estudo em específico o material escolhido para fabricação dos filmes finos foi um polímero condutivo, mais especificamente polianilina (PANI). Esta foi depositada sobre um substrato de oxido de estanho dopado com flúor (FTO) através da eletrodeposição. Para sensores não específicos (não imobilizados para um analito alvo) os dois sistemas embarcados apresentaram respostas satisfatórias. Prosseguindo com o estudo e usando filmes finos para analitos biológicos (ureia e glicose) o microcontrolador não conseguiu separar os sinais de cada filme fino. Apenas o sistema com a Raspberry Pi obteve sucesso, devido a maior resolução no conversor analógico para digital e sua maior capacidade de processamento para determinar com uma maior precisão os valores obtidos. O sistema pode ser facilmente expandido para um maior número de sensores. / With the evolution of technology there is nowadays an increase in the number of electronic devices present around us. Over the years various functionalities have been added to these devices including the increased processing power. In particular, for embedded systems there has been an increase in the number of sensors for various purposes. Following this trend, in the area of health, there has also been a significant increase in systems and monitoring devices, such as glycosimeters, oximeters, pressure monitoring and heart rate, for example, which, through sensors, transduce data pertinent to the parameter involved. This work presents the research and development of an embedded system with the property of multiplexing sensors, that is, a microcontrolled device was developed which aims to multiply the capacity of analytes monitoring, being able to analyze multiple sensors for the same experiment. During this development four sensors were used symmetrically arranged in a beaker, the data were collected and treated sequentially and individually. Initially we used an embedded system with a microcontroller (PIC 18F2550) that is responsible for scanning the information and for the connection via USB terminal. Subsequently a microprocessor (Raspberry Pi Zero, embedded board) was made necessary due to the better processing of data. The sensors studied here are chemical sensors, which are introduced to an electrochemical cell, where a reference electrode is found (Silver in a Silver Chloride solution) and the other four thin films that will make up the multiplexed system. For this specific study the material chosen for the manufacture of thin films was a conductive polymer, more specifically polyaniline (PANI). This was deposited on a substrate of fluorine-doped tin oxide (FTO) by electrodeposition. For non-specific sensors (not immobilized for a target analyte) the two embedded systems presented satisfactory responses. Proceeding with the study and using thin films for biological analytes (urea and glucose) the microcontroller failed to separate the signals from each thin film. Only the system with Raspberry Pi has been successful, due to the higher resolution in the analog to digital converter and its greater processing capacity to determine with greater precision the obtained values. The system can be easily expanded to a larger number of sensors.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-11-06T21:05:53Z No. of bitstreams: 1 LuisEnriqueOrtizFernandez_DISSERT.pdf: 11059946 bytes, checksum: bdd41462c0c6560f2ac2ded683b3e6b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-11-20T22:59:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LuisEnriqueOrtizFernandez_DISSERT.pdf: 11059946 bytes, checksum: bdd41462c0c6560f2ac2ded683b3e6b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-20T22:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuisEnriqueOrtizFernandez_DISSERT.pdf: 11059946 bytes, checksum: bdd41462c0c6560f2ac2ded683b3e6b2 (MD5) Previous issue date: 2017-07-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Na vis?o artificial usam-se v?rios dispositivos como o MS Kinect v1/v2, as c?meras est?reo PG Bumblebee XB3 e a Stereolabs ZED, entre outros. Como todos s?o dispositivos que estimam dados de profundidade, podem conter erros. Neste trabalho, apresenta-se o projeto e implementa??o de um m?todo gen?rico para a estima??o do erro RMS em dados de profundidade fornecidos por qualquer dispositivo, capaz de gerar dados do tipo RGB-D, isto ?, uma imagem e um mapa de profundidade ao mesmo tempo. Para verifica??o do m?todo foi constru?do um sistema embarcado baseado na placa NVIDIA Jetson TK1 e tr?s sensores, as duas vers?es do MS Kinect e a c?mera est?reo ZED. No momento da coleta de dados foram estabelecidos os modelos matem?ticos do erro RMS para cada dispositivo e, ao final, foi feita uma an?lise da exatid?o de cada um. / In the artificial vision are used several devices like MS Kinect v1 / v2, the stereo cameras PG Bumblebee XB3 and Stereolabs ZED, among others. Because they are all devices that estimate depth data, they may contain errors. In this work, we present the design and implementation of a generic method for estimating the RMS error in depth data provided by any device, capable of generating data of type RGB-D, that is, an image and a depth map Same time. To verify the method was built an embedded system based on the NVIDIA Jetson TK1 and three sensors, the two versions of MS Kinect and the ZED stereo camera. At the moment of the data collection, the mathematical models of the RMS error were established for each device and, at the end, an analysis was made of the accuracy of each one.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-05-14T12:42:51Z No. of bitstreams: 1 ÁLVARO ÁLVARES DE CARVALHO CÉSAR SOBRINHO - TESE (PPGCC) 2016.pdf: 17134758 bytes, checksum: 9420a0e5c444740bf9e0d441542a3714 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T12:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ÁLVARO ÁLVARES DE CARVALHO CÉSAR SOBRINHO - TESE (PPGCC) 2016.pdf: 17134758 bytes, checksum: 9420a0e5c444740bf9e0d441542a3714 (MD5) Previous issue date: 2016 / Sistemas embarcados estão presentes em atividades diárias da população em geral, de ambientes domésticos até industriais e governamentais. O uso de sistemas embarcados tem aumentado como resultado, por exemplo, da disseminação da comunicação sem fio, de dispositivos eletrônicos com custos e tamanhos reduzidos, e de software embarcado em equipamentos eletrônicos. Software embarcado pode ser projetado como parte, desde sistemas embarcados simples para o controle de equipamentos domésticos, até sistemas críticos de segurança. Quanto mais complexo um sistema embarcado, maior a probabilidade de ocorrer situações adversas que ofereçam riscos financeiros, físicos, entre outros. Em sistemas embarcados críticos de segurança (e.g., médicos, aviônicos e aeroespaciais), falhas podem resultar em desastres naturais e danos à integridade física da população. Diante deste cenário, sistemas devem ser desenvolvidos de modo que sejam seguros e eficazes, e que estejam em conformidade com requisitos regulatórios. Portanto, um desafio importante que emerge dessa situação é o desenvolvimento de sistemas de acordo com sua especificação de requisitos, e ao mesmo tempo confiáveis e certificáveis. É no contexto de sistemas embarcados críticos de segurança que se insere esse trabalho. Propõe-se um método para o desenvolvimento e certificação de software desses sistemas. O método é baseado em redes de Petri coloridas (Coloured Petri Nets - CPN) e casos de garantia (assurance cases) representados com a notação estruturada por metas (Goal Structuring Notation - GSN). Conceitos associados com os processos de certificação prescritivo (padrões de processo) e baseado em metas (características de produto) são integrados durante o processo de desenvolvimento. Além disso, a definição e rastreabilidade de requisitos regulatórios e específicos do produto, juntamente com a verificação de conformidade com requisitos regulatórios, é realizada por meio de casos de garantia. Por fim, neste trabalho também é apresentado um estudo de caso sobre um sistema de Eletrocardiografia (ECG) configurado como um monitor cardíaco. Esse estudo de caso serve como cenário de implementação e avaliação experimental do método. / Embedded systems are part of the general population’s everyday life, from domestic, to industrial and governmental environments. The use of embedded systems has grown as a result, for example, of the dissemination of wireless communication, low power and portable electronic devices, and software embedded into electronic equipments. Embedded software can be designed to compose from simple embedded systems used to control domestic equipments, to safety-critical systems. The most complex an embedded system is, the more adverse situations are likely to occur, leading to financial risks, safety risks, among other. In safety-critical embedded systems (e.g., medical, avionics, and aerospace), failures may result in natural disasters and injuries to the population. Given this scenario, systemsmust be developedinorder tobesafeand effective, andto conform to regulatory requirements. Therefore, an important challenge that raises from this situation is to develop systems according to their requirements specification, and at the same time, being reliable and certifiable. This work is applied in the context of safety-critical embedded systems. A method to develop and certify software embedded in these systems is proposed. The method is based on Coloured Petri Nets (CPN) and assurance cases represented with the Goal Structuring Notation (GSN). Concepts related to prescriptive (process standards) and goal based (product features) certification processes are integrated during the development process. Moreover, the requirements specification and regulatory andproduct- specificrequirementstraceability,alongwiththeverificationofconformanceto regulatory requirements, is carried out through assurance cases. Finally, a case study on an Electrocardiography (ECG) system configured as a cardiac monitor is presented. The case study is useful as an implementation scenario and experimental evaluation of the method.