Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

Se pretende analizar la posibilidad de utilizar un sistema ultrasónico como elemento sensor para el control inteligente del vehículo en tráfico urbano, es decir, a bajas velocidades y distancias cortas entre vehículos. Está comprobado que la mayoría de los accidentes de circulación tienen lugar en estas condiciones. Los sensores ultrasónicos requieren de una electrónica más sencilla y son más baratos que otros tipos como los basados en radar o láser. Para ello es necesario estudiar la influencia de los factores meteorológicos en la propagación de ultrasonidos en el aire. También se deben analizar diferentes técnicas que permitan mejorar el rendimiento de los sensores ultrasónicos conformando su diagrama de radiación, como la incorporación de bocinas. / We analyze the possibility of using an ultrasonic sensor for intelligent control of the vehicle in urban traffic, i.e., at low speeds and short distances. It is proven that most accidents occur in these conditions. Ultrasonic sensors require electronics that are simpler and cheaper than other types as those based on radar or laser. This requires studying the influence of meteorological conditions in the propagation of ultrasound in air. It also should discuss different techniques to improve the performance of ultrasonic sensors, as the inclusion of horns.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-09-28Bitstream added on 2014-06-13T20:40:37Z : No. of bitstreams: 1 decanini_jgms_dr_ilha.pdf: 1190895 bytes, checksum: 7af4cd77b80daa47303880ec001c79aa (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho propõe-se uma metodologia alternativa para o diagnóstico automático de faltas de curto-circuito em sistemas de distribuição de energia elétrica. Esta ferramenta, de auxílio à tomada de decisão, acelera os procedimentos para restabelecimento das condições normais de operação propiciando maior segurança, confiabilidade e lucratividade às concessionárias. O sistema de diagnóstico foi concebido integrando modernas técnicas de processamento de sinais e sistemas inteligentes. O processo contínuo de detecção de distúrbio é realizado através de análises estatística e direta multinível dos sinais de corrente no domínio wavelet. Na etapa de classificação de faltas de curto-circuito as principais características dos sinais de corrente e tensão (assinatura) são extraídas empregando a análise multirresolução e o conceito de energia. Estes índices comportamentais correspondem aos vetores de entrada de três conjuntos independentes de redes neurais artificiais da família ART (Adaptive Resonance Theory), ARTMAP Fuzzy, cujo treinamento dar-se-á de forma supervisionada. Esta arquitetura de rede executa o treinamento com alto desempenho computacional e apresenta duas características fundamentais para aplicação em modernos sistemas de energia elétrica, estabilidade e plasticidade, permitindo a inclusão do treinamento continuado, o que representa uma importante vantagem quando comparada às recentes metodologias. Os estímulos de entrada do primeiro conjunto de redes correspondem às características extraídas dos sinais de corrente, o segundo conjunto analisa as características relativas aos sinais de tensão e o terceiro conjunto tem como vetor de entrada os índices comportamentais referentes aos sinais de corrente e tensão. A teoria da evidência de Dempster-Shafer é empregada... / The present project proposes an alternative methodology for the automatic diagnosis of short- circuit fault in distribution systems. This support tool for decision making accelerates the restoration process providing greater security, reliability and profitability to electric power companies. The diagnostic system was designed through the combined use of modern signal processing techniques and intelligent systems. The continuous procedure for disturbance detection is performed based on direct and statistical multilevel analysis of the current signals in wavelet domain. In the classification step, the main features of the current and voltage signals (signature) are extracted using multi-resolution analysis and energy concept. These behavioral indexes correspond to the input vectors of three parallel sets of ART family neural network, Fuzzy ARTMAP, which is trained in a supervised manner. This architecture performs the training with high computing performance and presents two key characteristics for application in modern electric power systems, stability and plasticity, enabling the inclusion of continuous training, which represents an important advantage when compared with recent methodologies. The first and second network set evaluates the features extracted from current and voltage signals, respectively. The third set performs the diagnosis based on both behavioral indexes. The Dempster-Shafer theory is employed to integrate the evidence (outcomes) of the network sets, providing quantitative information about the diagnosis and its reliability. Finally, the faulted section is located using, a priori, voltage and current data measured at the substation. To demonstrate the performance of this method, an application is submitted considering a practical distribution feeder from a Brazilian electric utility, composed of... (Complete abstract click electronic access below)

Este trabalho tem como foco principal o estudo de um tipo específico de ataque a sistemas criptográficos. A implementação em hardware, de algoritmos criptográficos, apresenta uma série de vulnerabilidades, as quais, não foram previstas no projeto original de tais algoritmos. Os principais alvos destes tipos de ataque são dispositivos portáteis que implementam algoritmos criptográfico em hardware devido as limitações de seus processadores embarcados. Um exemplo deste tipo de dispositivo são os Smart Cards, os quais, são extensamente utilizados nos sistemas GSM de telefonia móvel e estão sendo adotados no ramo bancário. Tais dispositivos podem ser atacados de diferentes maneiras, por exemplo, analisando-se a energia consumida pelo dispositivo, o tempo gasto no processamento ou ainda explorando a suscetibilidade do hardware a ocorrência de falhas transientes. O objetivo de tais ataques é a extração de informações sigilosas armazenadas no cartão como, por exemplo, a chave criptográfica. Ataques por injeção maliciosa de falhas no hardware são comumente chamados de DFA (Differencial Fault Attack) ou simplesmente fault attack. O objetivo deste trabalho foi estudar como ataques por DFA ocorrem em diferentes algoritmos e propor soluções para impedir tais ataques. Os algoritmos criptográficos abordados foram o DES e o AES, por serem amplamente conhecidos e utilizados. São apresentadas diferentes soluções capazes de ajudar a impedir a execução de ataques por DFA. Tais soluções são baseadas em técnicas de tolerância a falhas, as quais, foram incorporadas à implementações em hardware dos algoritmos estudados. As soluções apresentadas são capazes de lidar com múltiplas falhas simultaneamente e, em muitos casos a ocorrência de falhas torna-se transparente ao usuário ou atacante. Isso confere um novo nível de segurança, na qual, o atacante é incapaz de ter certeza a respeito da eficácio de seu método de injeção de falhas. A validação foi realizada através de simulações de injeção de falhas simples e múltiplas. Os resultados mostram uma boa eficácia dos mecanismos propostos, desta forma, elevando o nível de segurança nos sistemas protegidos. Além disso, foram mantidos os compromissos com área e desempenho. / This work focuses on the study of a particular kind of attack against cryptographic systems. The hardware implementation of cryptographic algorithms present a number of vulnerabilities not taken into account in the original design of the algorithms. The main targets of such attacks are portable devices which include cryptographic hardware due to limitations in their embedded processors, like the Smart Cards, which are already largely used in GSM mobile phones and are beginning to spread in banking applications. These devices can be attacked in several ways, e.g., by analysing the power consummed by the device, the time it takes to perform an operation, or even by exploring the susceptibility of the hardware to the occurrence of transient faults. These attacks aim to extract sensitive information stored in the device, such as a cryptographic key. Attacks based on the malicious injection of hardware faults are commonly called Differential Fault Attacks (DFA), or simply fault attacks. The goal of the present work was to study how fault attacks are executed against different algorithms, and to propose solutions to avoid such attacks. The algorithms selected for this study were the DES and the AES, both well known and largely deployed. Different solutions to help avoid fault attacks are presented. The solutions are based on fault tolerance techniques, and were included in hardware implementations of the selected algorithms.The proposed solutions are capable to handle multiple simultaneous faults, and, in many cases, the faults are detected and corrected in a way that is transparent for the user and the attacker. This provides a new level of security, where the attacker is unable to verify the efficiency of the fault injection procedure. Validation was performed through single and multiple fault injection simulations. The results showed the efficiency of the proposed mechanisms, thus providing more security to the protected systems. A performance and area compromise was kept as well.

Submitted by João Freitas (joaofreitas@id.uff.br) on 2014-05-21T20:09:47Z No. of bitstreams: 1 FREITAS, J. Cidade Inteligente Búzios (versão final).pdf: 9683932 bytes, checksum: abca03536611558c674eb290094306f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Rafael Aguiar (rafael.aguiar@fgv.br) on 2014-05-29T15:03:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FREITAS, J. Cidade Inteligente Búzios (versão final).pdf: 9683932 bytes, checksum: abca03536611558c674eb290094306f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2014-05-30T20:07:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FREITAS, J. Cidade Inteligente Búzios (versão final).pdf: 9683932 bytes, checksum: abca03536611558c674eb290094306f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-30T20:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FREITAS, J. Cidade Inteligente Búzios (versão final).pdf: 9683932 bytes, checksum: abca03536611558c674eb290094306f6 (MD5) Previous issue date: 2014-02-13 / From the second half of the 1990s, with the advancement of computer technology, the Information Technology (IT) was integrated in several management processes of cities. From this integration, the generic concept of Smart City was created. The concept is being disseminated quickly, but it is necessary emphasize that there is no consensus on its definition, which makes the Smart Cities’s projects quite heterogeneous. The electric company Ampla SA, which serves 66 counties in the state of Rio de Janeiro, is developing a project that aims to transform the city of Armação dos Buzios in the first smart city in Latin America. Started in 2011, Smart City Buzios project consists of improvements in power grid, which would be just one element of a smart city project. This dissertation is divided into two parts. At first, the goal is to present an updated overview of the researches on smart cities and projects that are being developed, aiming to understand the possible interpretations of the concept. In the second part, the research approaches the daily life of Buzios with the interviews with some residents in November 2013. The interviews aimed at discussing issues related to quality of life in the city, including the transformations promoted by the project Smart City Buzios. The result of this research is a reflection on the limits and possibilities of the Smart City concept, considering, in the first instance, the impacts on the daily lives of the population. / A partir da segunda metade da década de 1990, com o avanço da informática, passou-se a integrar Tecnologia da Informação (TI) em vários processos de gestão das cidades. A partir desta integração, nasce o conceito genérico de Smart City, traduzido – não literalmente – para o português como Cidade inteligente. O conceito está sendo disseminado rapidamente, mas destaca-se que não há consenso em sua definição, o que faz com que os projetos desta natureza sejam bastante heterogêneos. A concessionária de energia elétrica Ampla S.A., que atende 66 municípios no estado do Rio de Janeiro, está desenvolvendo um projeto que tem como premissa transformar a cidade de Armação dos Búzios na primeira cidade inteligente da América Latina. Iniciado em 2011, o projeto da concessionária é basicamente pautado em melhorias da rede elétrica, o que seria apenas um dos elementos de um projeto de cidade inteligente. A presente dissertação está dividida em duas partes. Na primeira, o objetivo é apresentar um panorama atualizado das pesquisas sobre cidades inteligentes e projetos que estão sendo desenvolvidos, buscando compreender as interpretações que pode-se ter do conceito. A segunda parte aproxima-se do cotidiano de Búzios a partir de entrevistas realizadas com alguns moradores em novembro de 2013. As entrevistas propõem debater questões relacionadas a qualidade de vida na cidade, incluindo as transformações promovidas pelo projeto Cidade inteligente Búzios. O resultado deste trabalho é uma reflexão acerca dos limites e possibilidades do conceito cidade inteligente, considerando, em primeira instância, os impactos no cotidiano da população.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333600.pdf: 13762735 bytes, checksum: 31f743e3f83c3d126a9fab8ca5392c68 (MD5) Previous issue date: 2014 / A falta de peças de reposição e a consequente ineficiência da manutenção acarretam baixa disponibilidade de equipamentos, prejudicando o nível de serviços e aumentando os custos de produção no setor industrial. A demanda de peças de reposição é esporádica e errática, o que dificulta sua previsão com métodos e ferramentas estatísticas disponíveis. Nesse sentido, o uso de Sistemas Inteligentes de Manutenção (IMS) tem sido estudado para apoiar o processo de previsão de falhas em equipamentos e, dessa forma, contribuir para a disponibilidade e competitividade de sistemas produtivos. Nesse contexto, o presente trabalho propõe um método, o qual tem por objetivo integrar informações providas por Sistemas Inteligentes de Manutenção ao planejamento operacional da cadeia de suprimentos de peças de reposição. Os resultados obtidos indicam que o método desenvolvido é capaz de gerar redução dos custos e assegurar níveis de serviços pré-determinados.<br> / Abstract: The lack of spare parts and inefficient maintenance lead to low availability of equipment, damaging the service level and increasing costs of production in the industrial sector. Spare parts demand is sporadic and erratic, impairing its prediction with available statistical tools. The use of Intelligent Maintenance Systems (IMS) has been studied to support the process of predicting equipment failures and thus contributing to more competitive productive systems. In this context, this study proposes a method, which aims to integrate information provided by Intelligent Maintenance Systems into the operational planning of spare parts supply chain. Obtained results indicate that the developed method is able to generate spare parts supply chain's cost reduction, while ensuring pre-determined service levels.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 1994. / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 98180.pdf: 9767162 bytes, checksum: aa7334be8769fbfa79735bcc18add8d4 (MD5) Previous issue date: 1994 / O crescente interesse pela avaliação do desempenho operacional de sistemas de produção com alto grau de automação, como os Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM), especialmente considerando seus problemas associados as suas fases de planejamento e controle operacional (PCO), foi a origem e motivação deste trabalho. Um dos principais problemas referentes ao PCO dos SFM é tratado neste trabalho, isto é, a escassez de metodologias apropriadas, para avaliar as inter-relações entre estas duas fases, diante das inúmeras alternativas e estratégias a elas associadas. As abordagens atuais dissociam estas fases, com conseqüentes descompassos e a geração de soluções pobres e ineficientes. Para o tratamento do problema, foi desenvolvido e implementado um modelo de simulação, incorporado de um algoritmo para a alocação dinâmica dos recursos de acordo com o estado do SFM, no momento da decisão. Este modelo, permite a avaliação do desempenho operacional de SFM, considerando as inter-relações entre as fases de PCO destes sistemas. Foi desenvolvido, também, um protótipo computacional para a utilização do modelo de simulação. Esta ferramenta, incorpora o módulo de simulação de SFM, um módulo inteligente para a interpretação e análise dos resultados das simulações e uma interface gráfica com o usuário. O modelo é testado e comparado com outras soluções da literatura.

Este trabalho tem como foco principal o estudo de um tipo específico de ataque a sistemas criptográficos. A implementação em hardware, de algoritmos criptográficos, apresenta uma série de vulnerabilidades, as quais, não foram previstas no projeto original de tais algoritmos. Os principais alvos destes tipos de ataque são dispositivos portáteis que implementam algoritmos criptográfico em hardware devido as limitações de seus processadores embarcados. Um exemplo deste tipo de dispositivo são os Smart Cards, os quais, são extensamente utilizados nos sistemas GSM de telefonia móvel e estão sendo adotados no ramo bancário. Tais dispositivos podem ser atacados de diferentes maneiras, por exemplo, analisando-se a energia consumida pelo dispositivo, o tempo gasto no processamento ou ainda explorando a suscetibilidade do hardware a ocorrência de falhas transientes. O objetivo de tais ataques é a extração de informações sigilosas armazenadas no cartão como, por exemplo, a chave criptográfica. Ataques por injeção maliciosa de falhas no hardware são comumente chamados de DFA (Differencial Fault Attack) ou simplesmente fault attack. O objetivo deste trabalho foi estudar como ataques por DFA ocorrem em diferentes algoritmos e propor soluções para impedir tais ataques. Os algoritmos criptográficos abordados foram o DES e o AES, por serem amplamente conhecidos e utilizados. São apresentadas diferentes soluções capazes de ajudar a impedir a execução de ataques por DFA. Tais soluções são baseadas em técnicas de tolerância a falhas, as quais, foram incorporadas à implementações em hardware dos algoritmos estudados. As soluções apresentadas são capazes de lidar com múltiplas falhas simultaneamente e, em muitos casos a ocorrência de falhas torna-se transparente ao usuário ou atacante. Isso confere um novo nível de segurança, na qual, o atacante é incapaz de ter certeza a respeito da eficácio de seu método de injeção de falhas. A validação foi realizada através de simulações de injeção de falhas simples e múltiplas. Os resultados mostram uma boa eficácia dos mecanismos propostos, desta forma, elevando o nível de segurança nos sistemas protegidos. Além disso, foram mantidos os compromissos com área e desempenho. / This work focuses on the study of a particular kind of attack against cryptographic systems. The hardware implementation of cryptographic algorithms present a number of vulnerabilities not taken into account in the original design of the algorithms. The main targets of such attacks are portable devices which include cryptographic hardware due to limitations in their embedded processors, like the Smart Cards, which are already largely used in GSM mobile phones and are beginning to spread in banking applications. These devices can be attacked in several ways, e.g., by analysing the power consummed by the device, the time it takes to perform an operation, or even by exploring the susceptibility of the hardware to the occurrence of transient faults. These attacks aim to extract sensitive information stored in the device, such as a cryptographic key. Attacks based on the malicious injection of hardware faults are commonly called Differential Fault Attacks (DFA), or simply fault attacks. The goal of the present work was to study how fault attacks are executed against different algorithms, and to propose solutions to avoid such attacks. The algorithms selected for this study were the DES and the AES, both well known and largely deployed. Different solutions to help avoid fault attacks are presented. The solutions are based on fault tolerance techniques, and were included in hardware implementations of the selected algorithms.The proposed solutions are capable to handle multiple simultaneous faults, and, in many cases, the faults are detected and corrected in a way that is transparent for the user and the attacker. This provides a new level of security, where the attacker is unable to verify the efficiency of the fault injection procedure. Validation was performed through single and multiple fault injection simulations. The results showed the efficiency of the proposed mechanisms, thus providing more security to the protected systems. A performance and area compromise was kept as well.

Neste trabalho descrevemos a arquitetura e um protocolo de transmissão de dados para instrumentação dedicada ao monitoramento de parâmetros climáticos em silos e secadores de grãos. A arquitetura usa processamento distribuído e instrumentação inteligente baseada no microcontrolador 80535. O protocolo é baseado no padrão de comunicação serial multiponto RS 485 e no protocolo ISO.OSI. Atualmente. aproximadamente 20% da produção brasileira de grãos é perdida durante os processos de transporte e armazenamento. O uso de tal sistema permite medições e modelamento de silos e secadores. / In this work we describes an architecture and a digital data transmission protocol for an instrumentation dedicated to the monitoring of climatic parameters of grain bins and dryers. The architecture uses distributed processing and intelligent instrumentation based on the 80535 microcontroller. The protocol is based on both the RS 485 multipoint serial communication standard and the ISO.OSI protocol. Presently, approximately 20% of the Brazilian production of grains is lost during the processes of transportation and storaging. The use of this system allows measurements and modelling for bins and dryers.

A cada dia é mais crescente a necessidade e interesse no desenvolvimento de embalagens competitivas e com maior valor agregado. Visando atender a necessidade de consumidores cada vez mais exigentes e preocupados com o meio ambiente, este trabalho propôs o uso do pigmento natural antocianina no desenvolvimento de filmes biodegradáveis para potencial uso como embalagem inteligente, indicadora de mudança de pH. Os filmes foram elaborados pela técnica de casting tendo como formulação base fécula de mandioca (Manihot esculenta Crantz), argila esmectita sódica, glicerol, etanol e água, e incorporados com duas concentrações de antocianina (0,05 e 0,10) g/100 g de solução filmogênica, e em uma segunda fase, ácido cítrico foi incorporado à matriz polimérica a fim de estudar a influência do pH da solução filmogênica (2,8 e 4,3) sobre o desempenho do filme empregado como embalagem. Os filmes foram avaliados quanto as suas propriedades mecânicas (resistência máxima à tração e porcentagem de elongação na ruptura), físico-químicas (atividade de água, umidade, espessura), de barreira (permeabilidade ao vapor dágua e ao oxigênio) e análise de mudança de cor. Em seguida à caracterização, a atividade indicadora de pH foi testada com peixe cru embalado em recipientes de vidro tampados com o filme. Os recipientes foram acondicionados em temperatura ambiente e sob três temperaturas distintas de refrigeração, sendo que recipientes vazios também fechados com o filme foram usados como controle. A avaliação da atividade indicadora de pH foi realizada por meio da análise de mudança de cor do filme correlacionada com o pH do peixe. Os resultados obtidos foram promissores, uma vez que os filmes avaliados se mostraram bons indicadores de pH, ao mudarem de cor à olho nu em resposta à variação do pH, sendo essa mudança mais acentuada em filmes com maior conteúdo de antocianina. / The interest and need for the development of more competitive, higher value-added packages grow faster each day. For attending the needs of a more demanding, environmentally-concerned group of consumers, the present work proposes the use of natural anthocyanin pigment for the development of biodegradable films to be used as intelligent packaging material capable of indicating pH change. These films, made by employing a technique known as casting, consist of a basic formulation of cassava starch (Manihot esculenta Crantz), sodium smectite clay, glycerol, ethanol, and water, combined with two concentrations of anthocyanin (0.05 and 0.10) g/100 g of a filmogenic solution. In a second phase, citric acid was added to the polymer matrix in order to study the influence of the filmogenic solution pH (2.8 and 4.3) on the packaging performance of the films. These materials were assessed according to their mechanical properties (tensile strength at break and elongation at break percentage), physical and chemical properties (water activity, moisture content and thickness), barrier properties (water vapor and oxygen permeability), and color change. After this characterization, the pH-indicating activity was tested with raw fish stored in glass containers sealed with the film. Such containers were firstly exposed to room temperature and subsequently to three different refrigeration temperatures. Similarly, some empty containers also sealed with the same film were used as control. The assessment of the pH-indicating activity was undertaken by analyzing the color change of the film correlated with the pH of the fish. Promising outcomes seemed to have been achieved, since the films that were assessed proved to be efficient pH indicators. The color change was visible to the naked eye in response to pH variation, and such a change was particularly strong in the films with higher anthocyanin content.