Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Kleber Pullig Correa.pdf: 1732068 bytes, checksum: 8b978d5917102cb464aa02da9484adee (MD5) Previous issue date: 2009-09-12 / This research submits to experimental tests in real-world environment, the Conexionist Collaborative Intelligent Evaluation System idealized by Martins (2004) and tested with simulations by Guimarães (2004), who have noticed consistent and promising results when dealing with synthetic datas. The system explores the Learning Theory by Kolb (1984), Peer Collaboration Evaluation and Artificial Intelligence (multilayer perceptrons neural networks), which are capable to apply and correct tests with open (free) questions. To get a real-world data, some students from the course of Engineer registered at Universidade Federal de Goiás (UFG) on the period of june 2008 to july 2009 were taken in heterogeneous groups composed by men and women in age from 16 to 26 years old and at least 18 students per test. The software SAICOweb, developed specifically to this data collection, allows the computerized evaluations of open (free) questions, by using methods and stages described at Guimarães (2004) research. SAICOweb system were experimental validited in a satisfactory way by an unique group composed by 38 students (by using two tests with 08 open questions each). The analisys of the results with Pearson correlation shows strong association (0,81) between grades given by SAICOweb and the human grades (corrected by professors). Another important result is the satisfaction of professor and students when evaluating Software SAICOweb, evaluation method, pedagogical experience and anonymity. Specific itens were identified and suggested as future updates, when more experimental tests should be designed to validade other aspects of the System. / Esta pesquisa tem por objetivo submeter a testes empíricos em ambiente real, o Sistema de Avaliação Inteligente Conexionista e Colaborativa idealizado por Martins (2004). Testado em ambiente de simulação por Guimarães (2004), observaram-se resultados consistentes e promissores enquanto tratando dados sintéticos. O sistema explora a Teoria de Aprendizagem de Kolb (1984), associando método de correção colaborativa e inteligência artificial (redes neurais do tipo perceptrons de múltiplas camadas MLP - Multilayer Perceptron), sendo capaz de aplicar e corrigir avaliações computadorizadas contendo inclusive questões abertas (dissertativas). Para viabilizar a coleta de dados em ambiente real, foram utilizados alunos matriculados em cursos de Engenharia da Universidade Federal de Goiás (UFG) no período de junho de 2008 a julho de 2009, tomando-se grupos heterogêneos compostos de homens e mulheres com idade média entre 16 e 26 anos e número mínimo de 18 alunos por avaliação. O software batizado de SAICOweb desenvolvido especificamente para este fim, permite aplicar avaliações computadorizadas de questões abertas, utilizando o método e as fases descritas na pesquisa de Guimarães (2004). O Sistema SAICO foi validado empiricamente de forma satisfatória para uma única turma composta de 38 alunos (através do software SAICOweb em dois testes contendo 08 questões abertas cada). A análise dos dados, através da correlação (Coeficiente de Pearson, Rxy), mostra forte correlação (0,81) entre notas atribuídas pelo SAICO e notas humanas (corrigidas pelo professor). As hipóteses secundárias foram confirmadas, expressas no grau de satisfação de professor e aluno ao avaliar os seguintes aspectos do experimento: Software SAICOweb, Método de Avaliação, Experiência Pedagógica e Anonimato. Pontos específicos foram identificados e sugeridos como trabalhos futuros, onde mais testes empíricos devem ser organizados para validar o sistema em diferentes ambientes.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-07-23T14:49:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudio Eduardo Marques Gomes.pdf: 3451969 bytes, checksum: d3a5a51b493029254fb350e4ea2186e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-23T15:56:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudio Eduardo Marques Gomes.pdf: 3451969 bytes, checksum: d3a5a51b493029254fb350e4ea2186e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-23T15:59:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudio Eduardo Marques Gomes.pdf: 3451969 bytes, checksum: d3a5a51b493029254fb350e4ea2186e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-23T15:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Claudio Eduardo Marques Gomes.pdf: 3451969 bytes, checksum: d3a5a51b493029254fb350e4ea2186e4 (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / User centered development has become a new trend in development of industrial automation systems. In this paradigm the user plays a central role during the whole development process. The users‟ needs, wishes, restrictions and preferences are being thoroughly analyzed and systematically integrated into the automation system. This affects the system architecture and its user interface already from the beginning of the development process. The result is a product, which is tailored to its end users. Usability and accessibility are two important aspects of such products, which are often addressed in the literature. They define the degree to which a product can be easily and intuitively used by as many users as possible. At the Institute of Industrial Automation and Software Engineering (IAS) an intelligent medicine cabinet has been developed, according to the user centered development paradigm. The intelligent medicine cabinet administers the medicine takings of its users, by giving them instructions and/or warnings on their medications. In this master thesis, the medicine cabinet has been extended to numerous functions and more stability. Administration of prescriptions, warning on unauthorized access, monitoring of allowed daily dosage, multilingual speech outputs and internet interface are among the achievements of this work. / O desenvolvimento centrado no usuário tem se tornado uma nova tendência no desenvolvimento de sistemas de automação industriais. Nesse paradigma, o usuário tem um papel central durante todo o processo de desenvolvimento. As suas necessidades, desejos, limitações e preferências estão sendo analisadas exaustivamente e integradas de forma sistemática no sistema de automação. Isso afeta a arquitetura do sistema e sua interface de usuário já desde o início do processo de desenvolvimento. O resultado é um produto, que é feito sob medida para os usuários finais. Usabilidade e acessibilidade são dois aspectos importantes de tais produtos, as quais são frequentemente abordadas na literatura. Elas definem até que grau um produto pode ser fácil e intuitivamente usadas pela maior quantidade de usuários possíveis. No Instituto de Automação Industrial e Engenharia de Software (IAS) em Stuttgart, um armário de medicamento inteligente foi concebido seguindo os preceitos do paradigma de desenvolvimento centrado no usuário. O armário de medicamento inteligente administra o consumo de medicamentos dos seus usuários, dando a eles instruções e/ou advertências quanto às medicações deles. Nessa tese de mestrado, o armário de medicamento foi estendido com várias funcionalidades e com maior estabilidade. Administração de prescrições, avisos quanto ao acesso não autorizado, monitoramento da dose diária máxima recomendada, instruções em diversos idiomas e uma interface web estão entre alguns dos objetivos alcançados nesse trabalho.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-13T10:55:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Gustavo Batista de Castro Souza - 2014.pdf: 11760996 bytes, checksum: 8245af285d79ff9e8079bafddb72e690 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-13T10:56:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Gustavo Batista de Castro Souza - 2014.pdf: 11760996 bytes, checksum: 8245af285d79ff9e8079bafddb72e690 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-13T10:56:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Gustavo Batista de Castro Souza - 2014.pdf: 11760996 bytes, checksum: 8245af285d79ff9e8079bafddb72e690 (MD5) Previous issue date: 2014-07-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Smart Grids systems have become widespread around the world. The RF mesh communication systems have contributed to make power systems smarter and reliable with implementation of Distributed Automation and Demand Response technologies. This work presents a methodology for positioning of GPRS concentrators in a energy meter ZigBee mesh network in order to attain the average network delay, thus aiming to improve the performance of the communication service. The proposed algorithm determines the amount and placement of concentrators using Integer Linear Programming and a Queuing Model for the Mesh Network. The solutions given by the proposed algorithm are validated by verifying the network performance through computer simulations based on real network scenarios. / Smart Grids tem se difundido em todo o mundo. Sistemas de comunicação RF Mesh (em malha) tem contribuído para deixar sistemas de potência mais inteligentes e confiáveis com a implantação de tecnolgias de Automação da Distribuição e Resposta à Demanda. Este trabalho apresenta um metodologia de posicionamento de concentradores GPRS em uma rede ZigBee mesh de medidores de energia elétrica com o objetivo de limitar o delay médio da rede e assim otimizar o desempenho do serviço de comunicação. O algoritmo proposto determina a quantidade e a localização de concentradores utilizando Programação Linear Inteira e um Modelo de Filas para Redes Mesh. As soluções obtidas pelo algoritmo proposto são validadas verificando o desempenho da rede através de simulações computacionais baseadas em cenários reais de redes.

Submitted by Napoleana Barros Martins (napoleana_martins@hotmail.com) on 2016-08-01T15:38:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Hiram Carlos Costa Amaral.pdf: 24315368 bytes, checksum: 3708b71cd79a7cfa94b2c34c95182cc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-24T19:39:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Hiram Carlos Costa Amaral.pdf: 24315368 bytes, checksum: 3708b71cd79a7cfa94b2c34c95182cc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-08-24T19:44:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Hiram Carlos Costa Amaral.pdf: 24315368 bytes, checksum: 3708b71cd79a7cfa94b2c34c95182cc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T19:44:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Hiram Carlos Costa Amaral.pdf: 24315368 bytes, checksum: 3708b71cd79a7cfa94b2c34c95182cc2 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Manufacturing emerging paradigms have been used in an attempt to solve the problem of customization, i.e. the manufacture of products with mid and low batches and high variability. Namely Evolvable Production Systems (EPS) has been able to address the problem through the concept of mechatronics agents and a reversal of the local where intelligence (the production process) is in th the manufacturing system. However, there are still many gaps and barriers for the widespread use of EPS, namely the real prototypes that address the concepts of evolvable systems. This work presents the development of an evolvable system called Agile Intelligent System for Evolvable Process (SIAPE), which aimed adpats to demand variations and the evolution of the production system according to the changing of the product. To test the viability of SIAPE was first created a simplified automation prototype called Product UFAM which is compared with the SIAPE prototype itself among their compliance with the requirements of Industry Platform 4.0 (i4.0). / Paradigmas emergentes de fabricação têm sido usados na tentativa de solucionar o problema da customização, isto é, a manufatura de produtos em lotes baixos e com elevados níveis de variedades de produtos. Notadamente os Evolvable Production Systems (EPS) tem conseguido tratar o problema através do conceito de agentes mecatrônicos e de uma inversão do local de onde a inteligência do processo produtivo está dentro do sistema de manufatura. Entretanto, ainda há várias lacunas e barreiras ao amplo uso de EPS, dentre elas a necessidade de protótipos de sistemas que contemplem os conceitos de sistemas evolutivos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema evolutivo denominado de Sistema Inteligente Ágil de Processo Evolutivo - SIAPE que visa adaptação à demanda e a evolução do sistema produtivo de acordo com a evolução do produto. Para testar a viabilidade do SIAPE foi criado primeiramente um protótipo de automação simplificado chamado de Produto UFAM que é comparado com o protótipo SIAPE propriamente dito em torno de suas aderências às exigências da Plataforma da Indústria 4.0 (i4.0).

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel de Souza Carvalho.pdf: 982237 bytes, checksum: 8100a58595ff39d550d3832310308be3 (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / The usage of computing resources available to students can be improved, and instructional systems supporting theoretical subjects can be developed in order to provide the interactivity (learn-by-doing) and, therefore, take advantage of fluency and interest of Digital Generation for many types of digital media on behalf of education. Theoretically based on human factors and cognitive processes, Multiple Intelligences, Learning Styles and features of Digital Generation have been studied. Technologies, such as, Intelligent Tutoring Systems, Serious Games, Simulators and Learning Objects, have also been analyzed as options for computer-assisted education, with a final outlining of an optimized model to meet the demand of educational systems on a makeable manner and to create virtual didactic materials. In order to demonstrate such model, a system was developed in order to verify applicability of the model. The creation of Interactive Learning Objects is, thus, shown as an assisting resource to the traditional method of teaching. / Os recursos computacionais disponíveis aos alunos poderiam ser mais bem utilizados, e sistemas instrucionais de apoio às disciplinas teóricas podem ser desenvolvidos para proporcionar a interatividade (learn-by-doing) e, assim, aproveitar a fluência e interesse da Geração Digital pelas mídias digitais a favor da educação. Com base teórica para os fatores humanos e processos cognitivos, foram estudados as Múltiplas Inteligências, os Estilos de Aprendizagem (EA), bem como as características da Geração Digital. As tecnologias de Sistemas Tutores Inteligentes, Jogos Sérios, Simuladores e Objetos de Aprendizagem, também foram analisadas como opções para educação assistida por computador, com a final delineação de um modelo otimizado para atender a demanda de sistemas educacionais de forma factível e criar materiais didáticos virtuais. De forma a demonstrar o modelo, desenvolveu-se um sistema para verificar sua aplicabilidade. A criação de Objetos de Aprendizagem Interativos, enfim, se apresenta como um recurso de assistência ao método de ensino tradicional.

O sistema de proteção técnica contra incêndio (SPTCI) é um dos principais sistemas que compõem o edifício inteligente (EI), pois a eficiência do seu funcionamento afeta diretamente a segurança das pessoas e o patrimônio do prédio. O SPTCI é composto de diferentes dispositivos, estratégias de controle e atua segundo legislação específica. Devido à complexidade do SPTCI, torna-se fundamental uma modelagem adequada que permita verificar a dinâmica do sistema e sua relação com outros sistemas prediais. Neste contexto, este trabalho propõe um procedimento para a modelagem e análise de estratégias de controle para o SPTCI, integrado com outros sistemas prediais dentro do contexto de EI. A abordagem considerada para este propósito baseia-se na teoria dos sistemas a eventos discretos, na aplicação de técnicas derivadas da rede de Petri e em técnicas de análise através de simulação discreta. Com esta abordagem são desenvolvidos modelos do sistema de controle do SPTCI onde é considerada a sua relação com outros sistemas prediais. Particularmente, explora-se as extensões da rede de Petri como as técnicas Production Flow Schema e Mark Flow Graph. Um estudo de caso é apresentado para ilustrar as principais características deste procedimento. / From the point of view of property damage and personal security, the fire protection system (FPS) is one of the most important systems in an intelligent building (IB). The FPS is composed of several devices and control strategies. Furthermore, it must act in accordance with specific laws. As a consequence the design of FPSs is a complex task and it is very important to provide an adequate model that supports the verification of the FPS dynamics and its integration with others building systems, facilitating its test and validation. In this context, this work proposes a procedure to model in a systematic and rational way a FPS in the IB context. Considering the nature of the structure and processes of FPS the approach is based on the discrete event dynamic system theory and the application of the Petri net. Then, the models the FPS control system and the controlled plant must include its integration with other building systems. Particularly, it explores Petri net extensions such as Production Flow Schema and Mark Flow Graph techniques. Through an example it is illustrated the main aspects of the proposed procedure.

[pt] Já estamos vivendo sob o impacto dos primórdios do que é considerada a Terceira Onda da Tecnologia da Informação ou a Quarta Revolução Industrial, representadas principalmente pelo advento da IOT (Internet of Things). Esta verdadeira invasão de novas tecnologias já está começando a mudar de modo dramático a forma como vivemos, nos comunicamos e trabalhamos. O objetivo principal desta dissertação é não apenas avaliar a metodologia tradicional do design e os desafios que estas novas tecnologias da IOT trazem para o desenvolvimento do trabalho dos designers, mas principalmente analisar como eles devem se qualificar para manter sua posição de relevância no desenvolvimento dos novos produtos inteligentes conectados que caracterizam a IOT, como a definem Porter e Heppelman (2014). A partir de uma pesquisa bibliográfica e documental, procurei relacionar as novas tecnologias, os componentes e serviços que estão viabilizando a criação desses produtos inteligentes, apresentar as principais empresas que estão liderando esta revolução, pesquisar as áreas em que estes novos produtos já estão fazendo a diferença assim como as mudanças e desafios que eles nos apresentam, e verificar como e por que empresas fabricantes de produtos estão se transformando em empresas de produtos/serviços ou só de serviços. Procuro ainda mapear o impacto que estas novas tecnologias terão nos modelos de negócio, design, marketing, engenharia e no relacionamento com os usuários dos serviços e produtos que as incorporem. / [en] We are already living under the impact of what is considered the beginnings of the Third Wave of Information Technology or the Fourth Industrial Revolution, represented mainly by the advent of IOT (Internet of Things). This true invasion of new technologies is already starting to dramatically change the way we live, communicate, and work. The main objective of this dissertation is not only to evaluate the traditional methodology of design and the challenges that these new technologies of the IOT bring to the development of the work of the designers, but mainly to analyze how they must qualify to maintain their position of relevance in the development of the new products that characterize IOT, as defined by Porter and Heppelman (2014). Based on a thorough bibliographical and documentary research, I have tried to examine the new technologies and the components and services that are enabling the creation of these intelligent products, pinpoint the principal companies that are in the forefront of this revolution, research the areas in which these new products are already making a difference, indicate the changes and challenges that they present us with and see how and why companies that manufacture products are transforming themselves into production / services companies, or solely services companies. I also try to map the impact that these new technologies will have on the business models, design, marketing, engineering and relationships with the users of the services and products that incorporate them.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis proposes an Intelligent Alarm Processor for fault diagnosis in electrical power systems. The objective is to develop a methodology for automatic fault analysis using reported alarms from Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) to allow the use of diagnosis systems in large power systems. The proposal can be used in real-time decision support systems to assist control center‟s operators during the decision-making after unscheduled contingencies with relevant information to power system restoration. This work expects to contribute to the development of advanced alarm management logics that allow modifying the chronological sequence of reported alarms, event mapping and the generation of operating patterns of protection systems according to topology network. Still, mathematical programming models have been formulated as a parsimonious set covering problem to fault section estimation and identification of protective devices with improper operation. Among these models, it stands out the model that deals with integrated analysis of reported alarms, events and diagnosis that better explain the alarms. The proposed approach has been tested in different portions of the Southern Brazilian power system. The results show that alarm processing allows the practical implementation of intelligent diagnosis methods in existing supervisory systems. The proposed diagnosis methods show better performance and accurate solutions than other methods presented in literature. / Esta tese propõe um Processador Inteligente de Alarmes para diagnóstico de faltas em sistemas elétricos de potência. O objetivo é desenvolver uma metodologia para a análise automática de faltas a partir dos alarmes reportados no sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA) que possibilite o uso de métodos de diagnóstico em sistemas de potência de grande porte. Essa proposta pode ser empregada em sistemas de apoio à decisão em tempo real, que auxiliem operadores de centros de controle do sistema (COS) na tomada de decisão após desligamentos não programados, com informações pertinentes para o restabelecimento do sistema. O trabalho espera contribuir com o desenvolvimento de lógicas avançadas de gerenciamento de alarmes que possibilitem a reordenação cronológica dos alarmes reportados, o mapeamento dos eventos e a geração de padrões de funcionamento de sistemas de proteção de acordo à topologia da rede. Além disso, os modelos de programação matemática foram formulados como um problema de recobrimento de conjuntos parcimonioso, para estimação da seção em falta e identificação dos dispositivos de proteção com atuação indevida. Dentre esses modelos, destaca-se o modelo que analisa, de forma integrada, os alarmes reportados e determina os eventos e diagnósticos que melhor explicam os alarmes. A abordagem proposta foi testada em diferentes porções do sistema sul do sistema interligado nacional (SIN). Os resultados mostram que as rotinas desenvolvidas para o processamento de alarmes permite a implantação prática de métodos inteligentes de diagnóstico em sistemas supervisórios existentes. Os métodos propostos para diagnóstico de faltas mostraram desempenhos e precisão nos resultados superiores a outros métodos presentes na literatura.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-07T18:22:40Z No. of bitstreams: 1 milenafariapinto.pdf: 3767169 bytes, checksum: 1c057d68b3cee498c456fe7c7610b2c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T16:53:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 milenafariapinto.pdf: 3767169 bytes, checksum: 1c057d68b3cee498c456fe7c7610b2c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T16:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 milenafariapinto.pdf: 3767169 bytes, checksum: 1c057d68b3cee498c456fe7c7610b2c2 (MD5) Previous issue date: 2015-06-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho propõe um sistema eletrônico que permite gerenciar, monitorar parâmetros e controlar de forma descentralizada um conjunto de luminárias à LED pertencentes a um sistema de iluminação pública. Estes parâmetros incluem nível de iluminação, consumo de energia, detecção da presença de pedestres, problemas na própria luminária e monitoração de variáveis ambientais como temperatura e umidade. Adicionalmente, o mesmo sistema é capaz também de detectar falhas na rede elétrica, permitindo monitorar e gerenciar os parâmetros de qualidade de rede de uma forma global. Basicamente, o sistema pode ser dividido em três partes. A primeira parte consiste de um módulo inteligente, chamado neste trabalho por SM, que é conectado a uma determinada luminária e à rede elétrica, sendo assim responsável por medir tanto os parâmetros provindos da luminária quanto da rede elétrica. Na segunda parte encontra-se o módulo controlador (CM) que possui a finalidade de coordenar as informações oriundas dos módulos inteligentes instalados nas luminárias, armazenando e posteriormente enviando os dados para um sistema supervisório. Além disso, o mesmo possui sensores de temperatura e umidade para prover informações sobre as condições climáticas, objetivando confiabilidade nos dados medidos pelos sensores dos módulos inteligentes. O sistema supervisório (SS) consiste da etapa final deste sistema proposto, o qual é responsável por salvar os dados obtidos em um certo período de tempo, analisar e monitorar possíveis falhas e enviar comandos para cada CM e/ou um respectivo SM. Com a finalidade de avaliar experimentalmente o sistema proposto neste trabalho, foram realizados experimentos para demonstrar tanto as funcionalidades do módulo bem como da avaliação dos algoritmos de processamento de sinais propostos, e obtendo ao final projeções econômicas para o protótipo. Os resultados obtidos mostraram eficiência, flexibilidade e interoperabilidade do sistema proposto. / The present paper proposes a system to manage, control and monitor a group of LED luminaires of a street lighting system, being able to control the light intensity of the luminaire and monitoring the power consumption, detection of pedestrians, fault conditions, environmental parameters such as temperature and humidity. Additionally, the system contains a voltage sensor coupled to the grid in order to monitor and manage the power quality parameters. Basically, the system can be divided in three essential parts. The first one regards the smart module, called in this work as SM, which has the responsibility to sensing the parameters stemming from power grid as well as luminaire. The second part is the control module (CM), which has the aim to coordinate the data received from each smart module, storing and subsequently sending the data to the supervisory system. Besides, the control module also has temperature and humidity sensors in order to check and register environmental conditions, providing, in this way, reliability of the measured data. The supervisory system (SS) consists of the final part of the proposed system and it is responsible to save the data in a local memory, to analyze and to monitor problems or even possible faults and sending commands to each CM and/or a respective SM. With the aim to evaluate the proposed system, it was performed experiments to demonstrate the system operation as well as the quality analysis capability. Due to the energy savings potential provided by the technology, it was also studied the economic feasibility of the prototype, aiming a future commercial product. The results have shown that the proposed system is scalable, flexible and efficient.

Population ageing has been taking place all over the world, being estimated that 2.1 billion people will be aged 60 or over in 2050. Healthcare Supportive Home (HSH) Systems have been proposed to overcome the high demand of remote home care for assisting an increasing number of elderly people living alone. Since a heterogeneous team of healthcare professionals need to collaborate to continually monitor health status of chronic patients, a cooperation of pre-existing e-Health systems, both outside and inside home, is required. However, current HSH solutions are proprietary, monolithic, high coupled, and expensive, and most of them do not consider their interoperation neither with distributed and external e-Health systems, nor with systems running inside the home (e.g., companion robots or activity monitors). These systems are sometimes designed based on local legislations, specific health system configurations (e.g., public, private or mixed), care plan protocols, and technological settings available; therefore, their reusability in other contexts is sometimes limited. As a consequence, these systems provide a limited view of patient health status, are difficult to evolve regarding the evolution of patients health profile, do not allow continuous patients monitoring, and present limitations to support the self-management of multiple chronic conditions. To contribute to solve the aforementioned challenges, this thesis establishes HomecARe, a reference architecture for supporting the development of quality HSH systems. HomecARe considers HSH systems as Systems-of-Systems (SoS) (i.e., large, complex systems composed of heterogeneous, distributed, and operational and managerial independent systems), which achieve their missions (e.g., improvement of patients quality of life) through the behavior that emerges as result of collaborations among their constituents. To establish HomecARe, a systematic process to engineer reference architectures was adopted. As a result, HomecARe presents domain knowledge and architectural solutions (i.e., architectural patterns and tactics) described using conceptual, mission, and quality architectural viewpoints. To assess HomecARe, a case study was performed by instantiating HomecARe to design the software architecture of DiaManT@Home, a HSH system to assist at home patients suffering of diabetes mellitus. Results evidenced HomecARe is a viable reference architecture to guide the development of reusable, interoperable, reliable, secure, and adaptive HSH systems, bringing important contributions for the areas of e-Health, software architecture, and reference architecture for SoS. / O envelhecimento da população é um fenômeno mundial e estima-se que no ano 2050, 2,1 bilhões de pessoas terão 60 anos ou mais. Sistemas de casas inteligentes para o cuidado da saúde (em inglês Healthcare Supportive Home - HSH systems) têm sido propostos para atender a alta demanda de serviços de monitoramento contínuo do número cada vez maior de pacientes que vivem sozinhos em suas residências. Considerando que o monitoramento do estado de saúde de pacientes crônicos requer a colaboração de equipes formadas por profissionais de várias especialidades, é fundamental que haja cooperação entre sistemas eletrônicos de saúde (por exemplo, sistemas de prontuário eletrônico ou sistemas de atenção de emergência), sendo eles externos ou internos à residência. Entretanto, as soluções de HSH existentes são comerciais, monolíticas, altamente acopladas e de alto custo. A maioria delas não considera a interoperabilidade entre sistemas distribuídos e exteriores ou internos à residência dos pacientes, como é o caso de robôs de companhia e monitores de atividade. Além disso, os sistemas de HSH muitas vezes são projetados com base em legislações locais, na estrutura do sistema de saúde (por exemplo, público, privado ou misto), nos planos de cuidados nacionais e nos recursos tecnológicos disponíveis; portanto, a reusabilidade desses sistemas em outros contextos é não é uma tarefa trivial. Em consequência, os sistemas de HSH existentes oferecem uma visão restrita do estado de saúde do paciente, são difíceis de evoluir acompanhando as mudanças no perfil de saúde do paciente, impossibilitando assim seu monitoramento contínuo e limitando o suporte para o paciente na autogestão de suas múltiplas condições crônicas. Visando contribuir na resolução dos desafios apresentados, esta tese estabelece a HomecARe, uma arquitetura de referência para apoiar o desenvolvimento de sistemas de HSH de qualidade. A HomecARe considera os sistemas de HSH como Sistemas-de-Sistemas (do inglês Systems-of-Systems - SoS) (ou seja, sistemas grandes e complexos formados por outros sistemas heterogêneos, distribuídos e que apresentam independência em seu gerenciamento e operação), que cumprem suas missões (por exemplo, melhoria da qualidade de vida do paciente) mediante o comportamento que emerge resultante da colaborações entre seus sistemas constituintes. Para estabelecer a HomecARe, foi adotado um processo sistemático que apoia a engenharia de arquiteturas de referência. Como resultado, a HomecARe contém o conhecimento do domínio, bem como soluções arquiteturais (por exemplo, padrões arquiteturais e táticas) que são descritas usando os pontos de vista conceitual, de missão e de qualidade. A HomecARe foi avaliada por meio da condução de um estudo de caso em que a arquitetura de referência foi instanciada para projetar o DiaManT@Home, um sistema de HSH que visa apoiar pacientes diagnosticados com diabetes mellitus na autogestão de sua doença. Os resultados obtidos evidenciaram que a HomecARe é uma arquitetura de referência viável para guiar o desenvolvimento de sistemas de HSH reusáveis, interoperáveis, confiáveis, seguros e adaptativos, trazendo importantes contribuições nas áreas de saúde eletrônica, arquitetura de software e arquiteturas de referência para SoS.